Practical PC 5th Edition

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出版者:Course Technology
作者:June Jamrich Parsons
出品人:
页数:312
译者:
出版时间:2007-12-18
价格:USD 68.95
装帧:Paperback
isbn号码:9781423925118
丛书系列:
图书标签:
  • PC维护
  • 电脑维修
  • 硬件
  • 软件
  • 故障排除
  • 操作系统
  • 网络
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  • 升级
  • DIY
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具体描述

《数字时代的基石:现代计算机系统深度解析(第12版)》 —— 驾驭信息洪流,构建未来数字蓝图的权威指南 图书简介: 在信息技术以前所未有的速度迭代的今天,一台计算机不再仅仅是处理文档或进行简单计算的工具,它已成为我们工作、学习、娱乐乃至社会运行的核心基础设施。理解现代计算系统的全貌——从最底层的硅片逻辑到最高层的复杂应用架构——是任何希望在数字时代取得成功的专业人士和技术爱好者的必备能力。《数字时代的基石:现代计算机系统深度解析(第12版)》正是一部旨在提供这种全面、深入且与时俱进知识体系的里程碑式著作。 本书的第12版在继承前几版坚实理论基础的同时,进行了大规模的更新与重构,以紧密贴合当前最热门的领域,如云计算原生架构、边缘计算的兴起、人工智能硬件加速以及最新的处理器设计趋势。我们摒弃了对过时技术和低效编程范式的冗余讨论,将全部篇幅聚焦于构成当代数字世界的关键要素。 核心内容架构与深度解析: 本书结构严谨,从硬件的物理实现一直延伸到软件的抽象层次,确保读者能够建立起一个完整的“自下而上”的认知框架。 第一部分:数字世界的物理基础与逻辑构建(从硅到字节) 本部分深入探讨了构成所有计算系统的物理和逻辑基础,这是理解高级概念的前提。 第1章:信息表示与布尔代数的高级应用: 本章不仅复习了二进制、补码等基础,更侧重于现代数据类型在内存中的高效表示(如浮点数的IEEE 754标准在特定精度计算中的优化考量)。重点解析了组合逻辑和时序逻辑电路在FPGA和ASIC设计中的实际应用,以及如何利用布尔代数简化复杂的控制逻辑。 第2章:处理器架构的演进与深度剖析: 详细分析了从冯·诺依曼到哈佛架构的演变,并用大量图示剖析了当前主流的乱序执行(Out-of-Order Execution)流水线工作原理。我们花费大量篇幅讨论了分支预测单元(Branch Predictor)的准确性对性能的决定性影响,以及超标量(Superscalar)和VLIW(超长指令字)架构的优劣权衡。此外,本章首次引入了专用加速器(如AI推理引擎)在指令集扩展(ISA Extensions)层面对传统CPU的挑战与互补关系。 第3章:内存层次结构与性能瓶颈: 内存系统被认为是现代计算机性能的头号瓶颈。本章不再满足于简单的缓存三级结构描述,而是深入探讨了缓存一致性协议(如MESI及其变体)在多核并行环境下的实现细节。重点讲解了非一致性内存访问(NUMA)的性能影响,以及如何通过软件手段(如内存屏障、缓存行对齐)来优化数据局部性和时间局部性,以最大限度地减少主存访问延迟。 第4章:I/O系统与数据传输的总线之战: 本章全面梳理了数据输入/输出的机制,从传统的中断驱动到DMA(直接内存访问)的优化。着重分析了高速串行总线技术,如PCI Express(PCIe Gen 5/6)的通道带宽、数据包封装机制,以及NVMe协议如何彻底改变了固态存储的I/O范式,实现低延迟的块级数据传输。 第二部分:操作系统:资源管理的艺术与科学 本部分将操作系统视为一个复杂的资源调度与抽象层,关注其核心机制如何支撑上层应用的高效运行。 第5章:进程、线程与并发模型的底层实现: 深入解析了内核如何管理进程上下文切换的开销,以及现代操作系统如何调度线程以利用多核优势。本章对并发编程模型进行了批判性分析,详细比较了传统锁机制(Mutex, Semaphore)与现代无锁数据结构(Lock-free/Wait-free)在不同工作负载下的性能表现和死锁防范策略。 第6章:虚拟内存与地址空间管理: 详细阐述了MMU(内存管理单元)如何将虚拟地址映射到物理地址,重点分析了页表(Page Table)的结构和TLB(转换后援缓冲器)对性能的关键作用。针对云计算环境,本章探讨了容器化技术(如Linux Namespaces和cgroups)在资源隔离和虚拟化开销最小化方面的创新。 第7章:文件系统与持久化存储策略: 本章超越了FAT和NTFS的初级概念,专注于现代高性能文件系统(如ext4, XFS, ZFS/Btrfs)的事务日志、写时复制(CoW)机制以及数据校验恢复能力。特别关注了对象存储(Object Storage)的API设计原则及其在云环境中的扩展性优势。 第三部分:网络通信与分布式系统的基石 理解现代应用必须理解数据如何在网络中流动。本部分专注于网络协议栈的深度实现和分布式计算的挑战。 第8章:TCP/IP协议栈的深度优化与性能调优: 全面解析了TCP的拥塞控制算法(如CUBIC, BBR)如何适应高带宽、高延迟的网络环境。本章深入研究了传输层安全(TLS 1.3)的握手过程、密钥交换机制,以及QUIC协议如何通过UDP实现更快速、更可靠的流多路复用,为Web 3.0应用打下基础。 第9章:从单体到微服务:分布式系统的挑战: 本章是本书的亮点之一,系统地探讨了分布式系统面临的CAP理论权衡、一致性模型(如最终一致性与强一致性)。详细介绍了分布式事务解决方案(如两阶段提交、Saga模式)的复杂性,以及服务发现、配置管理在大型集群中的核心作用。 第10章:云计算架构与虚拟化技术: 本章聚焦于IaaS和PaaS的核心技术。详细对比了基于Hypervisor的硬件虚拟化(Type 1/Type 2)与操作系统级别的容器化(如Docker/Kubernetes)在隔离性、密度和性能上的差异。深入探讨了云原生应用所需的声明式API设计和自动化运维(GitOps)的原则。 第四部分:计算的未来:加速与智能化 最后一部分展望了计算领域的前沿方向,特别是针对大规模数据处理和AI工作负载的硬件与软件协同设计。 第11章:并行计算模型与异构计算: 本章聚焦于如何有效利用GPU、FPGA等加速器。详尽讲解了CUDA和OpenCL编程模型,以及如何将任务分解以最大化并行度。重点分析了SIMD/SIMT指令集在向量化处理中的效率提升,并讨论了OpenMP和MPI在不同规模并行系统上的适用场景。 第12章:AI硬件与机器学习推理栈: 本章探讨了支撑当前AI浪潮的专用硬件——TPU、NPU的设计理念。分析了深度学习模型(如Transformer架构)对内存带宽和矩阵乘法单元(MAC Array)的特殊需求。同时,讨论了模型量化(Quantization)和剪枝(Pruning)等技术如何在保持精度的前提下,优化模型在边缘设备上的部署和能耗。 面向读者: 本书是为计算机科学、软件工程、电子工程等专业的高年级本科生、研究生,以及希望从基础原理层面深入理解系统架构的资深软件工程师、系统架构师和DevOps专家量身打造的。它要求读者具备一定的离散数学和基础编程经验,但保证了即便是初涉系统底层,也能通过清晰的逻辑推导逐步掌握复杂概念。 《数字时代的基石(第12版)》不仅仅是一本教科书,它是一份穿越当前技术迷雾、直达数字世界核心驱动力的路线图。掌握其中内容,意味着您将能够设计出更健壮、更高效、更能适应未来挑战的计算系统。

作者简介

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读后感

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用户评价

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说实话,刚拿到《Practical PC 5th Edition》的时候,我抱着一种“姑且看看”的心态。我一直觉得我是一个对技术产品不算太敏感的人,平时也就满足于能上网、办公、看看电影,对电脑内部的运作原理并没有太大的好奇心。然而,这本书却以一种出人意料的细腻和周到,悄悄地拨动了我对电脑世界的新认识。我特别喜欢它关于“操作系统”那一章的叙述,没有陷入抽象的概念空谈,而是从用户最直观的体验出发,比如软件的安装与卸载、系统更新的意义、甚至是文件管理器的各种实用小技巧。它甚至讲解了如何通过一些简单的系统设置来优化电脑的运行速度,这对我来说简直是福音!我之前总是想着要重装系统来解决卡顿问题,现在才知道原来很多小问题可以通过调整来实现。更让我惊叹的是,它还涉及了网络连接的基础知识,比如Wi-Fi信号不好的原因分析,以及如何设置一个更安全的家庭网络。这些内容虽然听起来“小众”,但对于我们这些经常依赖网络生活的人来说,简直是太实用了。这本书就像一个经验丰富的邻居,在你需要帮助的时候,耐心地告诉你“这样做,那样做”。它没有强迫你成为一个技术专家,而是让你在日常使用中,能更聪明、更高效地与你的电脑打交道,这种“润物细无声”的教学方式,真的让我非常受用。

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对于我这种已经摸索电脑多年,但总感觉自己停留在“会用就行”阶段的人来说,《Practical PC 5th Edition》的出现,无异于打开了一扇新的大门。我一直对电脑的“安全性”这个话题特别关注,但网上的信息碎片化且良莠不齐,总让我觉得难以建立起一个完整的概念。这本书在这方面做得非常出色,它不是简单地告诉你“要装杀毒软件”,而是从更深层次的角度,分析了各种潜在的安全威胁,比如恶意软件是如何侵入电脑的,网络钓鱼的常见手法,以及如何保护个人隐私信息。它甚至讲解了密码管理的重要性,以及如何设置强密码。我印象最深刻的是关于“数据备份”的章节,它不仅强调了备份的必要性,还详细介绍了不同备份方式的优缺点,包括本地备份和云备份。我之前一直忽视了定期备份的重要性,直到有一次重要文件丢失才后悔莫及。读了这本书,我才真正理解了“防患于未然”的深刻含义。此外,它还涉及了一些进阶但实用的内容,比如简单的故障排除技巧,以及如何辨别和处理一些常见的电脑错误信息。这本书让我从一个被动的使用者,变成了一个更主动、更有掌控感的电脑用户,让我对自己的数字生活有了更强的安全感。

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这本书绝对是我今年读过的最让我惊喜的一本!我平时对电脑硬件方面的了解只能算是个初学者,很多时候看到那些复杂的术语和组件配置就头疼,感觉自己像是活在另一个次元。但《Practical PC 5th Edition》完全改变了我的看法。它的开篇就用一种非常接地气的方式,把那些看似高深的电脑组成部分,比如CPU、内存、硬盘,甚至是显卡,都拆解成了易于理解的“零件”,并且清晰地解释了它们各自的作用和相互之间的关系。我印象最深刻的是关于“内存条”的部分,它不仅仅是告诉你“内存越大越好”,而是深入浅出地解释了不同频率、不同类型的内存条对实际使用体验会有什么细微但关键的影响。作者用了大量的类比,比如把内存比作“工作台”,把硬盘比作“仓库”,瞬间就茅塞顿开。而且,这本书不是那种枯燥的技术手册,它融入了很多实际的应用场景,比如“如何选择一台适合玩游戏的电脑”,或者“如何为你的照片和视频找到最佳存储方案”。它会告诉你,不一定最贵的就是最好的,而是要根据你的具体需求来权衡。我之前总觉得电脑升级是个遥不可及的专业领域,看了这本书之后,我竟然开始跃跃欲试,甚至在考虑自己动手更换一块固态硬盘,感觉离“电脑达人”又近了一大步!

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我向来对电脑硬件的了解是“一窍不通”,看到电脑后面各种接口和线缆就头疼,更别提什么升级硬件了。《Practical PC 5th Edition》这本书,简直就是为我这样的“电脑小白”量身定做的。它用非常形象、生动的语言,把我一直以来模糊的概念都给讲清楚了。比如,在讲到“电脑组装”或者“硬件升级”的时候,它并没有直接扔给你一堆专业术语,而是循序渐进,先介绍各种主要硬件的功能,然后告诉你它们之间是如何连接和协作的。我记得有个章节是关于“选择显示器”的,它详细解释了分辨率、刷新率、面板类型这些参数到底意味着什么,以及它们对观看体验有什么实际影响。这比我之前随便挑一个就用的做法要科学多了!而且,这本书的图片和图示非常丰富,很多复杂的结构都通过清晰的图解呈现出来,让我一目了然。我甚至开始对电脑内部的散热系统产生了兴趣,想知道为什么有些电脑会那么吵,有些却很安静。这本书不仅仅是告诉“怎么做”,更重要的是让你“理解为什么这么做”。它让我对电脑这个“黑盒子”的恐惧感大大降低,甚至让我产生了想要自己动手组装一台电脑的冲动!

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作为一名资深的“科技迷”,我对《Practical PC 5th Edition》的评价,可以说是由衷的赞赏,并且带着一种“相见恨晚”的感慨。虽然我自诩对电脑技术有一定了解,但这本书依然为我提供了不少新鲜的视角和实用的技巧。我特别欣赏它在“软件应用”方面的深入探讨,不仅仅是停留在浅尝辄止的介绍,而是对一些常用软件,比如办公套件、影音播放器、甚至是基础的图像处理软件,进行了非常细致的讲解。它提供了一些我之前从未注意到的高级功能和快捷操作,大大提升了我的工作效率。我印象深刻的是关于“文件管理”的章节,它介绍了一些组织和查找文件的系统性方法,让我之前混乱的文件系统变得井井有条。而且,这本书还大胆地触及了一些“进阶”的主题,比如“虚拟机”的应用,以及如何进行简单的“脚本编写”来自动化一些重复性任务。这些内容对于我这样想要不断提升技术能力的人来说,简直是宝藏。它不是一本只停留在基础知识的书,而是能够引导读者进一步探索更广阔的计算机世界。它让我意识到,即使是看似熟悉的电脑,也还有很多可以挖掘和学习的地方。这本书的价值,在于它能够满足不同层次读者的需求,既能为新手提供坚实的基础,也能为有经验的用户带来启发。

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