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出版者:西安电科大

作者:雷震甲

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页数:0

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出版时间:

价格:25.0

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isbn号码:9787560607498

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编程语言深度解析与实践指南 本书聚焦于现代软件开发领域的核心技术，旨在为读者提供一套全面、深入且极具实战价值的编程知识体系。 我们摒弃对基础概念的简单罗列，转而深入探讨系统级编程语言（如 C++ 和 Rust） 的底层机制、内存管理哲学以及高性能计算的应用。本书的结构设计，旨在引导读者从“会写代码”迈向“精通语言设计思想”。 第一部分：高级语言特性与底层原理剖析 第一章：C++ 现代编程范式与性能优化 本章将彻底剖析 C++11/14/17/20 标准引入的革命性特性。我们不满足于介绍 `auto` 或 Lambda 表达式的语法，而是深入探究它们如何影响编译器的优化路径。重点关注移动语义（Move Semantics） 在资源管理中的核心作用，通过追踪对象生命周期，演示右值引用如何消除不必要的深拷贝，实现零开销抽象。 我们将详细讲解模板元编程（Template Metaprogramming, TMP） 的现代应用。读者将学习如何使用 `constexpr` 和 SFINAE 技术在编译期执行复杂的类型检查和计算，从而将运行时开销转移至编译阶段，实现极致的性能。关于并发编程，本书将超越标准库的简单使用，着重分析现代 CPU 架构（如乱序执行、缓存一致性协议 MESI）如何影响多线程程序的正确性与效率。我们将通过具体案例，深入剖析内存模型（Memory Model） 中 `volatile` 关键字的局限性，并推荐使用 C++20 引入的原子操作（Atomics）和内存序（Memory Orderings）来实现线程间安全通信。 第二章：Rust 语言的零成本抽象与所有权模型 Rust 语言以其对内存安全的承诺而著称。本书用大量篇幅拆解其基石——所有权（Ownership）、借用（Borrowing） 和 生命周期（Lifetimes） 机制。我们不仅解释“为什么需要借用检查器”，更展示编译器如何通过静态分析来替代传统运行时垃圾回收机制。读者将掌握如何设计出完全符合借用规则的复杂数据结构，例如无锁（Lock-Free）算法的实现。 此外，本书将深入探讨 Rust 生态中关于零成本抽象的实践。我们将对比 C++ 虚函数与 Rust 的 Trait 机制在编译期和运行时的差异，尤其关注动态分派（Dynamic Dispatch） 与单态化（Monomorphization） 的性能权衡。高级章节会涉及 `unsafe` Rust 的使用边界，讲解如何安全地封装底层 C 接口（FFI），并构建高性能、可信赖的系统级组件。 第二部分：系统级软件设计与架构实践 第三章：操作系统接口与进程间通信（IPC） 本章将本书的关注点从单一语言特性转向系统交互层面。我们以 Linux 内核 API 为例，详细分析系统调用（System Calls） 的工作流程，揭示用户态与内核态切换的开销。读者将学习如何高效地使用 `epoll` 或 `io_uring` 等现代异步 I/O 机制，构建高并发的网络服务器。 进程间通信是分布式系统和复杂应用的基础。本书将详细对比传统 IPC 机制（如管道、共享内存、消息队列）与现代 IPC 方法（如 Unix Domain Sockets、gRPC 框架）的适用场景和性能瓶颈。通过实例，我们将展示如何设计一个基于共享内存的消息总线，优化低延迟数据传输。 第四章：网络协议栈的深入理解与定制化开发 本书将网络知识提升到协议栈的实现层面，而非仅仅是应用层协议（如 HTTP）的使用。我们将回顾 TCP/IP 协议簇的关键设计决策，特别是拥塞控制算法（如 BBR）的演进及其对现代互联网性能的影响。 在实践部分，我们将指导读者使用原始套接字（Raw Sockets）进行网络数据包的构造与解析，以便进行网络嗅探和协议调试。针对特定应用需求，我们还将探讨如何编写自定义的传输层协议，并利用 DPDK 等用户态网络框架绕过内核协议栈，以实现微秒级的延迟优化。 第三部分：数据结构、算法与性能分析 第五章：面向缓存的高效数据结构设计 现代程序性能的瓶颈往往在于内存访问延迟，而非纯粹的计算速度。本章聚焦于如何根据 CPU 的缓存层次结构（L1/L2/L3 Cache） 来设计数据结构。我们将分析数组访问、结构体布局（Structure of Arrays vs. Array of Structures）对缓存命中的影响。 核心内容将包括：如何实现跳跃列表（Skip Lists） 以优化并发访问，如何在 B 树和 B+ 树的变体中，通过优化分支因子来提高磁盘 I/O 效率。读者将学会使用性能分析工具（如 `perf`, VTune）来量化数据布局优化带来的实际性能提升。 第六章：软件性能分析与瓶颈定位 理论知识必须通过实践来验证。本章专注于性能工程的思维方式。我们将系统地介绍如何使用火焰图（Flame Graphs）来可视化程序的热点区域，如何利用硬件性能计数器（Hardware Performance Counters）来诊断缓存未命中、分支预测失败等底层问题。 本书将提供一套完整的性能诊断流程，从高层次的系统级监控（如延迟直方图）回溯到低层次的汇编代码分析。通过对一个真实世界高并发服务进行端到端的性能调优案例研究，读者将掌握从发现瓶颈到实施有效解决方案的全套工具集与方法论。 --- 本书特点总结： 强调原理： 深入探讨语言设计背后的计算模型和硬件特性。 面向系统： 覆盖操作系统接口、网络栈定制和内存访问优化。 实践导向： 所有理论均配有可复现的、高复杂度的代码示例和性能分析报告。 本书适合具有一定编程基础，渴望深入理解软件底层机制、致力于成为系统架构师或性能工程师的开发者。

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随书附带的配套资源，特别是那些在线模拟测试和学习资料，是这本书价值的又一个重要体现。我体验了一下线上的题库系统，它的随机组卷和错题重练功能设计得非常人性化。很多模拟试卷的难度设置，精准地还原了官方考试的压分点和陷阱设置。我发现有些题目即便是我自认为已经掌握的知识点，在模拟测试中也会因为角度刁钻而答错，这迫使我不得不回过头去重新研读书中的对应章节，从而巩固了记忆。这种“考什么，就练什么”的高针对性反馈机制，远比做大量泛泛而谈的习题要有效得多。可以说，这本书不仅仅是一本教科书，更像是一个全方位的辅导系统，从基础理论的夯实，到实操技能的演练，再到临考前的状态调整，都提供了强大的支持，让我对自己的备考之路充满了信心。

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这本书在章节结构安排上的逻辑性堪称一流，充分考虑了知识点的递进关系，完全贴合了网络工程师考试的知识体系框架。它从最基础的网络模型（OSI/TCP-IP）入手，然后稳步过渡到物理层和数据链路层的设备操作，随后重点攻克三层路由和交换，最后才是安全和服务相关的进阶内容。这种由浅入深、层层递进的编排，使得初学者在建立完整知识框架时不会感到迷茫。更重要的是，它在讲解到如STP（生成树协议）这类涉及大量状态切换的复杂协议时，采用了时间轴和状态图相结合的方式进行剖析，清晰地展示了协议从监听、学习到转发的每一个阶段变化。这种结构化的呈现方式，对于理解协议的动态行为至关重要，也确保了读者在复习查漏补缺时，能够迅速定位到自己薄弱的环节，效率非常高。

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这本书的排版设计真是让人眼前一亮，特别是封面，那种沉稳又不失现代感的深蓝色调，很符合我们这些即将踏入IT行业的年轻人的审美。拿到手里感觉很有分量，纸张的质感也相当不错，长时间阅读下来眼睛也不会有太大的疲劳感。内容上，我特别欣赏它在基础概念讲解上的深度和广度。很多其他教材往往只是简单带过TCP/IP协议栈的层次划分，但这本书却用了大量的篇幅，结合实际的网络拓扑图示，把每一层的协议细节，比如ARP的工作原理、IP数据包的封装过程，都剖析得淋漓尽致。我记得最清楚的是关于子网划分的那一章，作者没有停留在简单的CIDR计算公式上，而是巧妙地引入了一个虚拟企业网络的案例，让我们亲手模拟了不同部门如何合理分配IP地址空间，这种“做中学”的模式，极大地增强了我的理解速度和动手能力。对于一个自学为主的考生来说，这种详略得当的讲解方式，无疑是节省了大量的摸索时间。而且，书中的插图绘制得非常专业，不是那种粗糙的线条图，而是带有三维效果和清晰逻辑流程的示意图，让人一看就懂，极大地方便了对复杂网络架构的理解。

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语言风格的把控，这本书做得非常到位，兼具学术的严谨性和学习的亲近感。作者的叙述方式非常平易近人，没有那种高高在上的技术术语堆砌感。在处理像ACL（访问控制列表）这种容易混淆的知识点时，作者采用了一种类比的手法，把数据包的过滤过程比作“保安的检查流程”，让复杂的逻辑判断变得直观易懂。我尤其喜欢它在关键术语旁标注的“易混淆点提示”，比如明确区分了“端口聚合（Port Aggregation）”和“链路冗余（Link Redundancy）”的差异。这种细致入微的关怀，体现了作者对考生学习难点的深刻洞察。阅读起来一点也不枯燥，仿佛是在听一位技术精湛的讲师在娓娓道来，而不是在啃一本冷冰冰的技术手册。这种流畅的阅读体验，让我在高强度的备考阶段，也能保持稳定的学习节奏和良好的心境。

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这本书的实战性部分简直是为我们这些准备考试的“实干家”量身定做的。我过去买过一些理论性过强的书籍，读完后总觉得对实际操作环节心里没底。但这本书不同，它把理论与实验操作完美地融合了。比如在讲解VLAN划分与Trunking配置时，它不仅给出了标准的命令行操作步骤，更重要的是，它在每个关键配置后都附带了相应的排错思路和验证命令（show running-config、show interface trunk等），这才是真正考试和工作中会遇到的场景。最让我佩服的是它对路由协议，尤其是OSPF的讲解。作者没有简单地罗列LSA的类型，而是深入分析了每种LSA在特定网络场景下的作用，甚至还模拟了Area边界和ASBR的配置环境。章节末尾的“模拟故障排查”小节，更是让人感觉像是在和一个经验丰富的前辈对练，每一个案例都直指历年真题的考察重点，极大地增强了我面对真实考试环境时的信心。这种注重“如何用”而不是仅仅“知道是什么”的编写风格，是很多同类书籍所欠缺的。

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