深入理解計算機係統（原書第3版） 計算機與互聯網 書籍|5007882 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美 蘭德爾 E 布萊恩特Randal E 著，龔奕利 賀蓮 譯

圖書標籤:

• 計算機係統
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• 計算機原理
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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111544937

商品編碼：14397764160

叢書名： 計算機科學叢書

齣版時間：2016-11-01

書[0名0]：	深入理解計算機係統（原書[0第0]3版）|5007882
圖書定價：	139元
圖書作者：	（美）蘭德爾·E.布萊恩特（Randal E.Bryant）
齣版社：	機械工業齣版社
齣版日期：	2016/11/1 0:00:00
ISBN號：	9787111544937
開本：	16開
頁數：	0
版次：	1-1

作者簡介

關於作者 Randal E.Bryant 1973年於密歇根[0大0][0學0]獲得[0學0]士[0學0]位，隨即就讀於麻省理工[0學0]院研究生院，並在1981年獲計算機科[0學0]博士[0學0]位。他在加州理工[0學0]院做瞭三年助教，從1984年至今一直是卡內基梅隆[0大0][0學0]的教師。這其中有五年的時間，他是計算機科[0學0]係主任，有十年的時間是計算機科[0學0][0學0]院院長。他現在是計算機科[0學0][0學0]院的院長、教授。他同時還受邀任職於電子與計算機工程係。 他教授本科生和研究生計算機係統方麵的課程近40年。在講授計算機體係結構課程多年後，他開始把關注點從如何設計計算機轉移到程序員如何在更好地瞭解係統的情況下編寫齣更有效和更可靠的程序。他和O�揌[0all0]aron教授一起在卡內基梅隆[0大0][0學0]開設瞭15-213課程“計算機係統導論”，那便是此書的基礎。他還教授一些有關算[0法0]、編程、計算機網絡、分布式係統和VLSI（[0超0][0大0]規模集成電路）設計方麵的課程。 Bryant教授的主要研究內容是設計軟件工具來幫助軟件和硬件設計者驗證其係統正確性。其中，包括幾種類型的模擬器，以及用數[0學0]方[0法0]來證明設計正確性的形式化驗證工具。他發錶瞭150多篇技術論文。包括Intel、IBM、Fujitsu和Microsoft在內的主要計算機製造[0商0]都使用著他的研究成果。他還因他的研究獲得過數項[0大0]奬。其中包括Semiconductor Research Corporation頒發的兩個發明榮譽奬和一個技術成就奬，ACM頒發的Kanellakis理論與實踐奬，還有IEEE頒發的W.R.G.Baker奬、Emmanuel Piore奬和Phil Kaufman奬。他還是ACM院士、IEEE院士、美[0國0][0國0]傢工程院院士和美[0國0]人文與科[0學0]研究院院士。 David R.O�揌[0all0]aron 卡內基梅隆[0大0][0學0]計算機科[0學0]和電子與計算機工程係教授。在弗吉尼亞[0大0][0學0]獲得計算機科[0學0]博士[0學0]位，2007～2010年為Intel匹茲堡實驗室主任。 20年來，他教授本科生和研究生計算機係統方麵的課程，例如計算機體係結構、計算機係統導論、並行處理器設計和Internet服務。他和Bryant教授一起在卡內基梅隆[0大0][0學0]開設瞭作為本書基礎的“計算機係統導論”課程。2004年他獲得瞭卡內基梅隆[0大0][0學0]計算機科[0學0][0學0]院頒發的Herbert Simon傑齣教[0學0]奬，這個奬項的獲得者是基於[0學0]生的投票産生的。 O’H[0all0]aron教授從事計算機係統[0領0]域的研究，主要興趣在於科[0學0]計算、數據密集型計算和虛擬化方麵的軟件係統。其中著[0名0]的是Quake項目，該項目是一群計算機科[0學0]傢、土木工程師和地震[0學0]傢為提高對強烈地震中[0大0]地運動的預測能力而開發的。2003年，他同Quake項目中其他成員一起獲得瞭高性能計算[0領0]域中的高[0國0]際奬項——Gordon Bell奬。他目前的工作重點是自動分級（autograding）概念，即[0評0]價其他程序質量的程序。

內容簡介

本書從程序員的視角詳細闡述計算機係統的本質概念，並展示這些概念如何實實在在地影響應用程序的正確性、性能和實用性。全書共12章，主要包括信息的錶示和處理、程序的機器級錶示、處理器體係結構、[0優0]化程序性能、存儲器層次結構、鏈接、異常控製流、虛擬存儲器、係統級I/O、網絡編程、並發編程等內容。書中提供瞭[0大0]量的例子和練習題，並給齣部分答案，有助於讀者加深對正文所述概念和[0知0]識的理解。 本書適閤作為高等院校計算機及相關專業本科生、研究生的教材，也可供想要寫齣更快、更可靠程序的程序員及專業技術人員參考。

目錄

齣版者的話 中文版序一 中文版序二 譯者序 前言 關於作者 [0第0]1章 計算機係統漫遊1 1.1 信息就是位+上下文1 1.2 程序被其他程序翻譯成不同的格式3 1.3 瞭解編譯係統如何工作是[0大0]有益處的4 1.4 處理器讀並解釋儲存在內存中的指令5 1.4.1 係統的硬件組成5 1.4.2 運行hello程序7 1.5 高速緩存至關重要9 1.6 存儲設備形成層次結構9 1.7 操作係統管理硬件10 1.7.1 進程11 1.7.2 綫程12 1.7.3 虛擬內存12 1.7.4 文件14 1.8 係統之間利用網絡通信14 1.9 重要主題16 1.9.1 Amdahl定律16 1.9.2 並發和並行17 1.9.3 計算機係統中抽象的重要性19 1.10 小結20 參考文獻說明20 練習題答案20 [0第0]一部分 程序結構和執行 [0第0]2章 信息的錶示和處理22 2.1 信息存儲24 2.1.1 十六進製錶示[0法0]25 2.1.2 字數據[0大0]小27 2.1.3 尋址和字節順序29 2.1.4 錶示字符串34 2.1.5 錶示代碼34 2.1.6 布爾代數簡介35 2.1.7 C語言中的位級運算37 2.1.8 C語言中的邏輯運算39 2.1.9 C語言中的移位運算40 2.2 整數錶示41 2.2.1 整型數據類型42 2.2.2 無符號數的編碼43 2.2.3 補碼編碼44 2.2.4 有符號數和無符號數之間的轉換49 2.2.5 C語言中的有符號數與無符號數52 2.2.6 擴展一個數字的位錶示54 2.2.7 截斷數字56 2.2.8 關於有符號數與無符號數的建議58 2.3 整數運算60 2.3.1 無符號加[0法0]60 2.3.2 補碼加[0法0]62 2.3.3 補碼的非66 2.3.4 無符號乘[0法0]67 2.3.5 補碼乘[0法0]67 2.3.6 乘以常數70 2.3.7 除以2的冪71 2.3.8 關於整數運算的後思考74 2.4 浮點數75 2.4.1 二進製小數76 2.4.2 IEEE浮點錶示78 2.4.3 數字示例79 2.4.4 捨入83 2.4.5 浮點運算85 2.4.6 C語言中的浮點數86 2.5 小結87 參考文獻說明88 傢庭作業88 練習題答案97 [0第0]3章 程序的機器級錶示109 3.1 曆[0史0]觀點110 3.2 程序編碼113 3.2.1 機器級代碼113 3.2.2 代碼示例114 3.2.3 關於格式的注解117 3.3 數據格式119 3.4 訪問信息119 3.4.1 操作數指示符121 3.4.2 數據傳送指令122 3.4.3 數據傳送示例125 3.4.4 壓入和彈齣棧數據127 3.5 算術和邏輯操作128 3.5.1 加載有效地址129 3.5.2 一元和二元操作130 3.5.3 移位操作131 3.5.4 討論131 3.5.5 特殊的算術操作133 3.6 控製135 3.6.1 條件碼135 3.6.2 訪問條件碼136 3.6.3 跳轉指令138 3.6.4 跳轉指令的編碼139 3.6.5 用條件控製來實現條件分支…141 3.6.6 用條件傳送來實現條件分支…145 3.6.7 循環149 3.6.8 switch語句159 3.7 過程164 3.7.1 運行時棧164 3.7.2 轉移控製165 3.7.3 數據傳送168 3.7.4 棧上的局部存儲170 3.7.5 寄存器中的局部存儲空間172 3.7.6 遞歸過程174 3.8 數組分配和訪問176 3.8.1 基本原則176 3.8.2 指針運算177 3.8.3 嵌套的數組178 3.8.4 定長數組179 3.8.5 變長數組181 3.9 異質的數據結構183 3.9.1 結構183 3.9.2 聯閤186 3.9.3 數據對齊189 3.10 在機器級程序中將控製與數據結閤起來192 3.10.1 理解指針192 3.10.2 應用：使用GDB調試器193 3.10.3 內存越界引用和緩衝區溢齣194 3.10.4 對抗緩衝區溢齣攻擊198 3.10.5 支持變長棧幀201 3.11 浮點代碼204 3.11.1 浮點傳送和轉換操作205 3.11.2 過程中的浮點代碼209 3.11.3 浮點運算操作210 3.11.4 定義和使用浮點常數212 3.11.5 在浮點代碼中使用位級操作212 3.11.6 浮點比較操作213 3.11.7 對浮點代碼的觀察結論215 3.12 小結216 參考文獻說明216 傢庭作業216 練習題答案226 [0第0]4章 處理器體係結構243 4.1 Y86-64指令集體係結構245 4.1.1 程序員可見的狀態245 4.1.2 Y86-64指令245 4.1.3 指令編碼246 4.1.4 Y86-64異常250 4.1.5 Y86-64程序251 4.1.6 一些Y86-64指令的詳情255 4.2 邏輯設計和硬件控製語言HCL256 4.2.1 邏輯門257 4.2.2 組閤電路和HCL布爾錶達式257 4.2.3 字級的組閤電路和HCL整數錶達式258 4.2.4 集閤關係261 4.2.5 存儲器和時鍾262 4.3 Y86-64的順序實現264 4.3.1 將處理組織成階段264 4.3.2 SEQ硬件結構272 4.3.3 SEQ的時序274 4.3.4 SEQ階段的實現277 4.4 流水綫的通用原理282 4.4.1 計算流水綫282 4.4.2 流水綫操作的詳細說明284 4.4.3 流水綫的局限性284 4.4.4 帶反饋的流水綫係統287 4.5 Y86-64的流水綫實現288 4.5.1 SEQ+：重新安排計算階段288 4.5.2 插入流水綫寄存器289 4.5.3 對信號進行重新排列和標號292 4.5.4 預測下一個PC293 4.5.5 流水綫冒險295 4.5.6 異常處理306 4.5.7 PIPE各階段的實現308 4.5.8 流水綫控製邏輯314 4.5.9 性能分析322 4.5.10 未完成的工作323 4.6 小結325 參考文獻說明326 傢庭作業327 練習題答案331 [0第0]5章 [0優0]化程序性能341 5.1 [0優0]化編譯器的能力和局限性342 5.2 錶示程序性能345 5.3 程序示例347 5.4 消除循環的低效率350 5.5 減少過程調用353 5.6 消除不必要的內存引用354 5.7 理解現代處理器357 5.7.1 整體操作357 5.7.2 功能單元的性能361 5.7.3 處理器操作的抽象模型362 5.8 循環展開366 5.9 提高並行性369 5.9.1 多個纍積變量370 5.9.2 重新結閤變換373 5.10 [0優0]化閤並代碼的結果小結377 5.11 一些限製因素378 5.11.1 寄存器溢齣378 5.11.2 分支預測和預測錯誤處罰379 5.12 理解內存性能382 5.12.1 加載的性能382 5.12.2 存儲的性能383 5.13 應用：性能提高技術387 5.14 確認和消除性能瓶頸388 5.14.1 程序剖析388 5.14.2 使用剖析程序來指導[0優0]化390 5.15 小結392 參考文獻說明393 傢庭作業393 練習題答案395 [0第0]6章 存儲器層次結構399 6.1 存儲技術399 6.1.1 隨機訪問存儲器400 6.1.2 磁盤存儲406 6.1.3 固態硬盤414 6.1.4 存儲技術趨勢415 6.2 局部性418 6.2.1 對程序數據引用的局部性418 6.2.2 取指令的局部性419 6.2.3 局部性小結420 6.3 存儲器層次結構421 6.3.1 存儲器層次結構中的緩存422 6.3.2 存儲器層次結構概念小結424 6.4 高速緩存存儲器425 6.4.1 通用的高速緩存存儲器組織結構425 6.4.2 直接映射高速緩存427 6.4.3 組相聯高速緩存433 6.4.4 全相聯高速緩存434 6.4.5 有關寫的問題437 6.4.6 一個真實的高速緩存層次結構的解剖438 6.4.7 高速緩存參數的性能影響439 6.5 編寫高速緩存友好的代碼440 6.6 綜閤：高速緩存對程序性能的影響444 6.6.1 存儲器山444 6.6.2 重新排列循環以提高空間局部性447 6.6.3 在程序中利用局部性450 6.7 小結450 參考文獻說明451 傢庭作業451 練習題答案459 [0第0]二部分 在係統上運行程序 [0第0]7章 鏈接464 7.1 編譯器驅動程序465 7.2 靜態鏈接466 7.3 目標文件466 7.4 可重定位目標文件467 7.5 符號和符號錶468 7.6 符號解析470 7.6.1 鏈接器如何解析多重定義的全局符號471 7.6.2 與靜態庫鏈接475 7.6.3 鏈接器如何使用靜態庫來解析引用477 7.7 重定位478 7.7.1 重定位條目479 7.7.2 重定位符號引用479 7.8 可執行目標文件483 7.9 加載可執行目標文件484 7.10 動態鏈接共享庫485 7.11 從應用程序中加載和鏈接共享庫487 7.12 位置無關代碼489 7.13 庫打樁機製492 7.13.1 編譯時打樁492 7.13.2 鏈接時打樁492 7.13.3 運行時打樁494 7.14 處理目標文件的工具496 7.15 小結496 參考文獻說明497 傢庭作業497 練習題答案499 [0第0]8章 異常控製流501 8.1 異常502 8.1.1 異常處理503 8.1.2 異常的類彆504 8.1.3 Linux/x86-64係統中的異常505 8.2 進程508 8.2.1 邏輯控製流508 8.2.2 並發流509 8.2.3 私有地址空間509 8.2.4 用戶模式和內核模式510 8.2.5 上下文切換511 8.3 係統調用錯誤處理512 8.4 進程控製513 8.4.1 獲取進程ID513 8.4.2 創建和終止進程513 8.4.3 迴收子進程516 8.4.4 讓進程休眠521 8.4.5 加載並運行程序521 8.4.6 利用fork和execve運行程序524 8.5 信號526 8.5.1 信號術語527 8.5.2 發送信號528 8.5.3 接收信號531 8.5.4 阻塞和解除阻塞信號532 8.5.5 編寫信號處理程序533 8.5.6 同步流以避免討厭的並發錯誤540 8.5.7 顯式地等待信號543 8.6 非本地跳轉546 8.7 操作進程的工具550 8.8 小結550 參考文獻說明550 傢庭作業550 練習題答案556 [0第0]9章 虛擬內存559 9.1 物理和虛擬尋址560 9.2 地址空間560 9.3 虛擬內存作為緩存的工具561 9.3.1 DRAM緩存的組織結構562 9.3.2 頁錶562 9.3.3 頁命中563 9.3.4 缺頁564 9.3.5 分配頁麵565 9.3.6 又是局部性救瞭我們565 9.4 虛擬內存作為內存管理的工具565 9.5 虛擬內存作為內存保護的工具567 9.6 地址翻譯567 9.6.1 結閤高速緩存和虛擬內存570 9.6.2 利用TLB加速地址翻譯570 9.6.3 多級頁錶571 9.6.4 綜閤：端到端的地址翻譯573 9.7 案例研究：Intel Core i7/Linux內存係統576 9.7.1 Core i7地址翻譯576 9.7.2 Linux虛擬內存係統580 9.8 內存映射582 9.8.1 再看共享對象583 9.8.2 再看fork函數584 9.8.3 再看execve函數584 9.8.4 使用mmap函數的用戶級內存映射585 9.9 動態內存分配587 9.9.1 m[0all0]oc和free函數587 9.9.2 為什麼要使用動態內存分配589 9.9.3 分配器的要求和目標590 9.9.4 碎片591 9.9.5 實現問題592 9.9.6 隱式空閑鏈錶592 9.9.7 放置已分配的塊593 9.9.8 分割空閑塊594 9.9.9 獲取額外的堆內存594 9.9.10 閤並空閑塊594 9.9.11 帶邊界標記的閤並595 9.9.12 綜閤：實現一個簡單的分配器597 9.9.13 顯式空閑鏈錶603 9.9.14 分離的空閑鏈錶604 9.10 垃圾收集605 9.10.1 垃圾收集器的基本[0知0]識606 9.10.2 Mark&Sweep;垃圾收集器607 9.10.3 C程序的保守Mark&Sweep608; 9.11 C程序中常見的與內存有關的錯誤609 9.11.1 間接引用壞指針609 9.11.2 讀未初始化的內存609 9.11.3 允許棧緩衝區溢齣610 9.11.4 假設指針和它們指嚮的對象是相同[0大0]小的610 9.11.5 造成錯位錯誤611 9.11.6 引用指針，而不是它所指嚮的對象611 9.11.7 誤解指針運算611 9.11.8 引用不存在的變量612 9.11.9 引用空閑堆塊中的數據612 9.11.10 引起內存泄漏613 9.12 小結613 參考文獻說明613 傢庭作業614 練習題答案617 [0第0]三部分 程序間的交互和通信 [0第0]10章 係統級I/O622 10.1 Unix I/O622 10.2 文件623 10.3 打開和關閉文件624 10.4 讀和寫文件625 10.5 用RIO包健壯地讀寫626 10.5.1 RIO的無緩衝的輸入輸齣函數627 10.5.2 RIO的帶緩衝的輸入函數627 10.6 讀取文件元數據632 10.7 讀取目錄內容633 10.8 共享文件634 10.9 I/O重定嚮637 10.10 標準I/O638 10.11 綜閤：我該使用哪些I/O函數？638 10.12 小結640 參考文獻說明640 傢庭作業640 練習題答案641 [0第0]11章 網絡編程642 11.1 客戶端服務器編程模型642 11.2 網絡643 11.3 全球IP因特網646 11.3.1 IP地址647 11.3.2 因特網域[0名0]649 11.3.3 因特網連接651 11.4 套接字接口652 11.4.1 套接字地址結構653 11.4.2 socket函數654 11.4.3 connect函數654 11.4.4 bind函數654 11.4.5 listen函數655 11.4.6 accept函數655 11.4.7 主機和服務的轉換656 11.4.8 套接字接口的輔助函數660 11.4.9 echo客戶端和服務器的示例662 11.5 Web服務器665 11.5.1 Web基礎665 11.5.2 Web內容666 11.5.3 HTTP事務667 11.5.4 服務動態內容669 11.6 綜閤：TINY Web服務器671 11.7 小結678 參考文獻說明678 傢庭作業678 練習題答案679 [0第0]12章 並發編程681 12.1 基於進程的並發編程682 12.1.1 基於進程的並發服務器683 12.1.2 進程的[0優0]劣684 12.2 基於I/O多路復用的並發編程684 12.2.1 基於I/O多路復用的並發事件驅動服務器686 12.2.2 I/O多路復用技術的[0優0]劣690 12.3 基於綫程的並發編程691 12.3.1 綫程執行模型691 12.3.2 Posix綫程691 12.3.3 創建綫程692 12.3.4 終止綫程693 12.3.5 迴收已終止綫程的資源693 12.3.6 分離綫程694 12.3.7 初始化綫程694 12.3.8 基於綫程的並發服務器694 12.4 多綫程程序中的共享變量696 12.4.1 綫程內存模型696 12.4.2 將變量映射到內存697 12.4.3 共享變量698 12.5 用信號量同步綫程698 12.5.1 進度圖701 12.5.2 信號量702 12.5.3 使用信號量來實現互斥703 12.5.4 利用信號量來調度共享資源704 12.5.5 綜閤：基於預綫程化的並發服務器708 12.6 使用綫程提高並行性710 12.7 其他並發問題716 12.7.1 綫程安全716 12.7.2 可重入性717 12.7.3 在綫程化的程序中使用已存在的庫函數718 12.7.4 競爭719 12.7.5 死鎖721 12.8 小結722 參考文獻說明723 傢庭作業723 練習題答案726 附錄A 錯誤處理729 參考文獻733

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1.[0第0]二版銷售突破100000冊，[0第0]三版重磅上市！ 2.理解計算機係統書目， 10餘萬程序員的共同選擇 3.卡內基-梅隆、北京[0大0][0學0]、清華[0大0][0學0]、上海交通[0大0][0學0]等[0國0]內外眾多[0知0][0名0]高校選用指定教材 4.從程序員視角全麵剖析的實現細節，使讀者深刻理解程序的行為，將所有計算機係統的相關[0知0]識融[0會0]貫通。 5.新版本全麵基於X86-64位處理器 6.全新的閱讀和[0學0]習體驗：由[0國0]內[0名0]師錄製章前導讀，使讀者可以瞭解各章的重點內容和[0知0]識關聯，形成關於計算機係統的[0知0]識架構。並開設瞭本書的網絡社區，讀者可加入社區，獲得本書相關[0學0]習資源，瞭解活動信息。

《算法的藝術：從入門到精通》 一、 揭示算法世界的奇妙旅程 在這個信息爆炸、數據驅動的時代，算法已成為驅動現代科技發展的核心動力。從搜索引擎的精準匹配，到人工智能的深度學習，再到大數據分析的洞察力，無一不依賴於高效、巧妙的算法設計。然而，算法的世界並非高不可攀，它如同一個充滿智慧的寶庫，等待著我們去探索和挖掘。 《算法的藝術：從入門到精通》是一部旨在為讀者打開算法之門的著作。它並非一本枯燥乏味的理論堆砌，而是一次引人入勝的探索之旅，帶領讀者逐步深入理解算法的本質、發展脈絡及其在實際應用中的強大力量。本書以一種循序漸進、由淺入深的方式，力求讓任何對計算和邏輯感興趣的讀者，都能在不知不覺中掌握算法的核心思想，並能靈活運用到解決實際問題中。 我們相信，理解算法，不僅僅是掌握一門技術，更是培養一種解決問題的思維方式。通過學習算法，你將學會如何將復雜的問題分解成更小的、可管理的部分，如何設計齣最優的解決方案，以及如何評估不同方法的效率。這種能力，在計算機科學領域固然至關重要，在其他任何需要邏輯推理和係統性思考的學科或職業中，同樣具有不可估量的價值。 本書的獨特之處在於，它不僅僅羅列各種算法和數據結構，而是著重於“為什麼”和“如何”。我們不隻告訴你一個算法是什麼，更會深入剖析它誕生的背景、解決的核心問題，以及它所遵循的設計哲學。我們將一起探討算法的效率是如何衡量的（時間復雜度和空間復雜度），以及為什麼某些算法在特定場景下錶現得更為齣色。 二、 核心內容概覽：構建堅實的算法基礎 本書的結構設計充分考慮瞭讀者的學習麯綫，從基礎概念的建立，到經典算法的解析，再到進階主題的探討，層層遞進，確保讀者能夠穩步提升。 第一部分：算法的基石——數據結構與基礎概念 在踏入算法的殿堂之前，我們首先需要瞭解承載數據的結構。本書將從最基本的數據結構開始，如： 數組（Array）：最簡單直接的存儲方式，理解其綫性訪問的特性。 鏈錶（Linked List）：剋服數組固定大小的限製，理解指針和節點的操作。我們將探討單嚮鏈錶、雙嚮鏈錶以及循環鏈錶，並分析它們的插入、刪除和查找操作的時間復雜度。 棧（Stack）：後進先齣（LIFO）的抽象數據類型，以及其在函數調用、錶達式求值中的應用。 隊列（Queue）：先進先齣（FIFO）的抽象數據類型，以及其在任務調度、廣度優先搜索中的應用。 在熟悉瞭基本數據結構之後，我們將引入一些核心的算法概念，為後續的學習奠定基礎： 算法的定義與特性：什麼是算法？它需要具備哪些基本特性（輸入、輸齣、確定性、有限性、有效性）？ 算法的錶示方法：僞代碼、流程圖等，如何清晰地描述一個算法的步驟。 算法效率的度量：時間復雜度和空間復雜度，這是評估算法優劣的關鍵指標。我們將詳細講解大O錶示法（O-notation），讓你能夠準確地分析算法的增長趨勢。 遞歸（Recursion）：一種強大的編程範式，理解其基本思想（基本情況和遞歸步驟），以及它如何優雅地解決許多復雜問題。 第二部分：經典算法的魅力——遍曆、查找與排序 掌握瞭基礎之後，我們將進入算法的核心領域，學習那些經過時間檢驗、應用廣泛的經典算法。 查找算法（Searching Algorithms）： 綫性查找（Linear Search）：最直觀的查找方法，雖然簡單，但也是理解查找過程的起點。 二分查找（Binary Search）：針對有序數組的強大算法，極大地提高瞭查找效率。我們將深入分析其工作原理以及前提條件。 排序算法（Sorting Algorithms）：排序是數據處理中最基本也是最重要的操作之一。本書將係統地介紹和分析各類排序算法，包括： 簡單排序：冒泡排序（Bubble Sort）、選擇排序（Selection Sort）、插入排序（Insertion Sort），理解它們的直觀邏輯和效率瓶頸。 高效排序：快速排序（Quick Sort）、歸並排序（Merge Sort），深入剖析它們的分治思想和最優性能。 其他排序：堆排序（Heap Sort）、計數排序（Counting Sort）、基數排序（Radix Sort）等，理解它們的適用場景和獨特之處。 圖論基礎與遍曆：圖作為一種強大的建模工具，在網絡、地圖、社交關係等領域有著廣泛應用。 圖的錶示：鄰接矩陣（Adjacency Matrix）與鄰接錶（Adjacency List）。 圖的遍曆： 深度優先搜索（DFS）：通過“深入”的方式探索圖，理解其在連通性判斷、拓撲排序等方麵的應用。 廣度優先搜索（BFS）：通過“逐層”的方式探索圖，理解其在最短路徑（無權圖）、連通分量等方麵的應用。 第三部分：進階算法與數據結構——優化與效率的飛躍 在掌握瞭基礎和經典算法後，本書將帶領讀者進入更廣闊的算法世界，探索更高級的數據結構和算法技術，以應對更復雜的挑戰。 樹（Trees）： 二叉樹（Binary Tree）：理解其定義、遍曆方式（前序、中序、後序）。 二叉搜索樹（Binary Search Tree, BST）：高效查找、插入和刪除的強大數據結構，我們將探討其性能受限於樹的“瘦長”性，並引齣平衡二叉搜索樹的概念。 平衡二叉搜索樹：AVL樹、紅黑樹（Red-Black Tree）——它們如何在插入和刪除時自動調整以保持平衡，從而保證對數級彆的查找、插入和刪除操作。 堆（Heap）：一種特殊的完全二叉樹，用於實現優先隊列（Priority Queue），以及其在堆排序中的應用。 散列錶（Hash Table）：一種利用哈希函數實現近乎常數時間復雜度的查找、插入和刪除的數據結構。我們將詳細講解哈希函數的選擇、衝突解決方法（如鏈地址法、開放尋址法）以及散列錶的性能分析。 圖算法進階： 最短路徑算法： Dijkstra算法：求解單源最短路徑（非負權圖）。 Bellman-Ford算法：求解單源最短路徑（可處理負權邊）。 Floyd-Warshall算法：求解所有頂點對之間的最短路徑。 最小生成樹算法： Prim算法 Kruskal算法 貪心算法（Greedy Algorithms）：在每一步選擇當前最優解，期望最終得到全局最優解。我們將通過實例分析貪心算法的適用條件和局限性。 動態規劃（Dynamic Programming, DP）：一種通過將復雜問題分解成重疊的子問題，並存儲子問題的解以避免重復計算的技術。我們將深入剖析動態規劃的核心思想（最優子結構、重疊子問題），並通過經典的例子（如背包問題、最長公共子序列、斐波那契數列）來闡釋其應用。 第四部分：算法的應用與實踐 理論知識的學習固然重要，但將算法應用於實際問題，解決真實的挑戰，纔能真正體現算法的價值。 算法在實際項目中的應用：從Web開發中的數據檢索，到移動應用中的路徑規劃，再到大數據分析中的模式識彆，本書將通過一係列貼近實際的案例，展示算法在各個領域的生動實踐。 選擇閤適的算法：麵對一個具體問題，如何根據數據的特性、規模以及性能要求，選擇最閤適的算法和數據結構？本書將提供一套思考框架和實踐指導。 算法的優化技巧：除瞭理解基本算法，掌握一些通用的優化技巧，如緩存、並行計算等，也能顯著提升程序的性能。 算法的復雜度分析的實際意義：我們不止關注理論上的復雜度，更會探討在實際開發中，如何通過分析來預測和解決性能瓶頸。 三、 學習方法與本書特色 《算法的藝術：從入門到精通》不僅僅是一本技術書籍，它更希望成為你學習算法的良師益友。 清晰易懂的語言：我們摒棄瞭晦澀難懂的專業術語，力求用最簡潔、最生動的語言來解釋復雜的概念。 豐富的圖示與示例：大量的圖解、流程圖和代碼示例，將抽象的概念可視化，幫助讀者更好地理解算法的執行過程。 循序漸進的難度：從基礎概念到高階算法，難度逐步提升，確保讀者在每個階段都能獲得成就感，並為下一階段的學習做好準備。 強調“為什麼”和“如何”：我們不僅告訴你一個算法是什麼，更重要的是解釋它為什麼存在、如何工作，以及在什麼場景下最有效。 啓發式的思維訓練：本書鼓勵讀者主動思考，通過解決書中提供的練習題，來鞏固所學知識，並培養獨立分析和解決問題的能力。 代碼實現指導：雖然本書側重於算法思想的闡述，但也會提供不同編程語言（如Python, Java）的僞代碼或簡要實現，幫助讀者將理論付諸實踐。 持續學習的導引：算法的世界浩瀚無垠，本書將為你打下堅實的基礎，並為你指明進一步深入學習的方嚮，如機器學習算法、計算幾何算法等。 四、 誰適閤閱讀本書 計算機科學專業的學生：為構建紮實的專業基礎，理解操作係統、數據庫、編譯器等底層原理打下堅實基礎。 希望提升編程能力的開發者：通過理解算法，寫齣更高效、更優化的代碼，解決更復雜的編程挑戰。 對技術充滿好奇心的業餘愛好者：想要理解現代科技背後的驅動力，掌握解決問題的通用思維方式。 準備參加技術麵試的求職者：算法是大多數技術麵試的核心考察點，本書將幫助你全麵準備。 任何希望提高邏輯思維和問題解決能力的人：算法的思想和方法論，能夠遷移到各個領域，提升你的認知水平。 結語 《算法的藝術：從入門到精通》是一次為你量身打造的算法學習之旅。它將帶你走齣迷茫，走進算法的精彩世界。我們相信，通過本書的學習，你不僅能掌握一係列強大的算法工具，更重要的是，你將擁有一種全新的、更強大的解決問題的思維模式。準備好開始這場奇妙的旅程瞭嗎？讓我們一起，用算法的智慧，解鎖無限可能！

評分☆☆☆☆☆

坦白說，在翻開《深入理解計算機係統（原書第3版）》之前，我曾以為這會是一本晦澀難懂、充斥著專業術語的“天書”。然而，實際閱讀體驗完全顛覆瞭我的認知。它並非那種隻會堆砌概念的理論書籍，而是充滿瞭豐富的實例和動手實踐的引導。書中的每一個章節都像一個精心設計的迷宮，引導讀者一步步探索計算機的內部運作。我特彆贊賞作者在講解復雜概念時，能夠巧妙地穿插一些實際的編程練習和調試技巧。通過親手編寫代碼，運行程序，並觀察其在不同硬件環境下的錶現，我纔真正體會到理論與實踐相結閤的力量。這種“做中學”的方式，不僅加深瞭我對知識的理解，更重要的是培養瞭我解決實際問題的能力。很多時候，我會在閱讀過程中反復咀嚼某些段落，然後嘗試著去驗證書中的觀點，這種互動式的學習體驗，讓我感覺自己仿佛置身於一個真實的計算機實驗室。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的最大感受就是“踏實”。在快節奏的技術迭代時代，我們往往容易被層齣不窮的新技術所裹挾，而忽略瞭那些基礎而重要的原理。《深入理解計算機係統（原書第3版）》恰恰是一劑“定心丸”。它沒有追逐時髦的概念，而是深入挖掘瞭計算機科學中最核心、最本質的知識。我之所以這麼說，是因為書中講解的許多概念，例如數據結構、算法、操作係統原理等，是計算機科學的基石，無論技術如何發展，這些基礎知識的重要性都不會減弱。每次讀到某個我熟悉的概念，作者都能從更深層次、更本質的角度進行剖析，讓我對原有的知識有瞭全新的認識。這種紮實的基礎，讓我麵對新的技術時，能夠更快地理解其本質，並且更有信心去掌握它們。

評分☆☆☆☆☆

《深入理解計算機係統（原書第3版）》在我看來，更像是一本“人生哲學”的書，隻不過它探討的是計算機係統的“哲學”。它教會我如何去分析問題，如何去尋找根本原因，如何在復雜的世界中理清頭緒。書中對於“抽象”和“封裝”的講解，讓我深刻理解瞭軟件工程的精髓，也讓我明白瞭為何需要層次化的設計。我尤其欣賞作者在引導讀者思考時所使用的開放性問題，它們並非簡單地給齣答案，而是鼓勵你去探索，去思考，去形成自己的見解。這種啓發式的教學方法，讓我不僅僅是被動地接收知識，更是主動地參與到知識的構建過程中。讀完這本書，我感覺自己看待代碼、看待係統，都有瞭一種“洞察鞦毫”的能力，不再隻是一個使用者，而更像是一個能夠理解其內在邏輯的“匠人”。

評分☆☆☆☆☆

這本《深入理解計算機係統（原書第3版）》簡直是一場知識的盛宴！作為一個對計算機底層原理一直充滿好奇但又望而卻步的普通愛好者，我一直渴望能夠撥開層層抽象的迷霧，直觀地瞭解那些驅動著我們日常使用的軟件和硬件的“幕後英雄”。這本書正好滿足瞭我的這一需求。從數據的二進製錶示，到處理器如何執行指令，再到內存的層級結構和I/O操作，作者用一種極其清晰且循序漸進的方式，將原本枯燥的技術概念變得生動有趣。書中大量的類比和生活中的例子，讓我能夠迅速抓住核心思想，即使是對於初學者來說，也能感受到一種豁然開朗的驚喜。我尤其喜歡它對“為什麼”的深入探討，不僅僅告訴你“是什麼”，更重要的是解釋“為什麼會這樣”，這種追根溯源的精神，讓我受益匪淺。它讓我對計算機係統不再僅僅停留在“會用”的層麵，而是開始思考“如何工作”以及“如何做得更好”。

評分☆☆☆☆☆

《深入理解計算機係統（原書第3版）》的魅力在於其宏大的視野和嚴謹的邏輯。它不僅僅是關於某個特定技術或編程語言的教程，而是站在一個更高的維度，係統性地闡述瞭計算機係統的方方麵麵。從最底層的硬件架構，到操作係統內核的調度機製，再到網絡通信的協議棧，作者都進行瞭深入淺齣的講解。我曾經對某些看似獨立的計算機概念感到睏惑，例如為什麼程序的執行速度會受到內存的影響，或者網絡延遲是如何産生的。閱讀這本書後，這些疑問都得到瞭解答，我能夠清晰地看到不同組件之間是如何相互關聯、協同工作的。它讓我明白，一個看似簡單的應用程序背後，其實隱藏著一個龐大而精密的係統工程。這種對整體性的把握，對於我理解和設計更復雜的係統至關重要，它改變瞭我看待計算機問題的方式。