Delphi串口通信技术与工程实践 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:人民邮电

作者:赵兰涛，苏彦华 编

出品人:

页数:468

译者:

出版时间:2004-1

价格:49.00元

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isbn号码:9787115123138

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• delphi7
• Delphi
• 串口通信
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深入理解现代计算机体系结构与高性能计算 本书旨在为计算机科学、软件工程、电子工程及相关领域的专业人士和高级学生提供一本全面、深入且具有高度实践指导意义的著作，聚焦于现代计算机体系结构的演进、底层原理的剖析及其在高性能计算（HPC）中的应用与优化。本书将完全避开特定编程语言的库级应用（如特定的串口通信技术），转而关注决定系统性能的根本性要素。 --- 第一部分：现代计算机体系结构精要 本部分系统阐述了当代处理器、内存系统以及I/O子系统的设计哲学与技术细节，为理解软件性能瓶颈奠定坚实基础。 第一章：处理器核心的演进与微架构剖析 本章将从指令集架构（ISA）的角度出发，深入探讨主流架构（如x86-64、ARMv8/v9）的设计取舍。重点分析超标量、乱序执行（OoOE）单元的设计，包括指令预取、分支预测器（如TAGE、GShare）的工作原理及其对性能的影响。我们将详细剖析指令级并行（ILP）的实现机制，如重排序缓冲（ROB）、保留站（Reservation Stations）的容量与调度算法，并结合现代处理器微架构手册，展示如何通过代码优化规避硬件限制。 关键主题： 流水线深度与停顿（Stall）分析；投机执行的原理与安全隐患；指令解码与发射宽度对性能的约束。 第二章：存储层次结构与缓存系统设计 缓存是现代计算机性能的生命线。本章将细致讲解多级缓存（L1d, L1i, L2, L3）的组织结构、替换策略（如LRU的硬件实现）以及一致性协议（如MESI、MOESI）在多核环境下的动态维护。我们将深入探讨缓存行的对齐、伪共享（False Sharing）现象的成因与规避方法，并提供量化分析工具，用于评估不同数据访问模式对缓存命中率的影响。 关键主题： 缓存的容量、延迟与带宽的三角权衡；TLB（转换后援缓冲器）的工作机制与页表遍历开销；内存访问延迟的测量与建模。 第三章：内存子系统与DRAM技术 本章超越了简单的内存抽象层，聚焦于DRAM（动态随机存取存储器）的物理特性。我们将介绍DDR5、HBM（高带宽内存）等新一代内存技术的核心改进点，如Bank组、Rank、Channel的组织结构，以及对内存控制器（IMC）的访问调度策略。重点分析内存访问模式（如顺序访问、随机访问）如何影响Bank的激活与预充电时间，从而导致显著的性能差异。 关键主题： 内存访问的开销分解（RAS-to-CAS延迟）；内存控制器调度算法（如Open/Closed Page策略）；内存带宽的理论极限与实际瓶颈。 第二部分：并行计算模型与同步机制 随着摩尔定律的放缓，并行化成为提升性能的主要途径。本部分深入探讨共享内存与分布式内存环境下的并行编程范式与同步原语的底层实现。 第四章：多核/众核处理器上的并发性挑战 本章探讨了现代多核CPU和众核加速器（如GPU的SIMT架构）的设计哲学差异。我们将分析并发执行中的数据竞争、死锁、活锁等经典问题。重点放在硬件级别的同步机制，如原子操作（Atomic Operations）的实现（如x86的LOCK前缀）、内存屏障（Memory Fences）的必要性及其在不同内存一致性模型（如Total Store Order, Weak Consistency）下的作用。 关键主题： 互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）的内核实现与用户态优化（如自旋锁、休眠唤醒）；缓存一致性协议对同步性能的制约。 第五章：高效线程调度与任务并行 本章关注操作系统内核如何管理和调度并发线程，以及如何利用编程框架实现高效的任务级并行。我们将对比OpenMP、C++标准库线程模型的工作机制，分析线程的创建、上下文切换的成本，并探讨如何通过线程池和任务分片技术，最大化CPU利用率。此外，将引入“工作窃取”（Work Stealing）调度器的原理，这是现代并行运行时环境的核心。 关键主题： 线程局部存储（TLS）的性能影响；调度延迟与任务粒度选择的平衡；NUMA（非一致性内存访问）架构下线程与数据放置的优化策略。 第三部分：高性能计算（HPC）的系统级优化 本部分将理论知识应用于实际的计算密集型问题，指导读者进行系统级的性能调优。 第六章：向量化与数据导向的编程范式 本章聚焦于指令级并行的高级利用，即向量化（SIMD）。我们将深入剖析Intel AVX-512、ARM Neon等指令集的结构，讲解向量寄存器的操作、数据打包与解包（Shuffling）的复杂性。本书将提供详尽的案例分析，展示如何重构循环结构、优化数据布局（如从行主序到列主序的转换）以契合向量处理器的能力，并讲解编译器自动向量化的限制。 关键主题： 自动向量化依赖分析；SIMD掩码（Masking）的使用与开销；SIMD与流水线的流水线填充效率。 第七章：I/O性能的瓶颈分析与系统级加速 本章探讨高性能计算中至关重要的快速数据交换问题。我们将分析传统块设备I/O（如SATA/SAS）的局限性，重点转向现代高速I/O技术，如NVMe（Non-Volatile Memory Express）的队列深度设计、多路径访问机制。此外，将介绍RDMA（Remote Direct Memory Access）在集群互联网络中的核心作用，特别是其如何绕过操作系统内核，实现零拷贝数据传输。 关键主题： NVMe控制器寄存器级操作概述；网络延迟与吞吐量的度量标准；RDMA与InfiniBand/RoCE的基本原理。 第八章：性能分析工具与诊断方法论 性能优化必须建立在准确的度量基础之上。本章介绍一系列业界标准的硬件性能分析工具（如Intel VTune Profiler, Linux perf）。我们将详细讲解如何解读硬件性能计数器（PMC），如何有效识别缓存缺失、分支预测失误和内存墙等关键性能瓶颈。重点在于建立一套系统性的性能诊断流程，将观察到的宏观延迟归因到具体的微架构事件。 关键主题： 采样与统计分析方法的选择；性能事件的映射与解读；识别并量化等待时间（Stalls）。 --- 本书的特点： 深度与广度兼顾： 既覆盖了从ISA到DRAM的底层细节，又探讨了并行编程和系统优化的高级策略。 实践导向的理论： 所有理论概念均辅以对实际硬件行为的分析，强调“为什么”和“如何做”。 面向未来： 关注最新的内存技术和并行架构趋势，为读者提供面向未来系统设计的视角。 本书适合对象： 计算机体系结构研究人员、系统软件开发者、需要进行科学计算和大规模数据处理的工程师、以及希望深入理解硬件与软件交互机制的计算机专业研究生。

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我对这本书的期望是它能提供跨越不同硬件接口的广度，而不仅仅是停留在经典的 RS-232 层面。鉴于现代工业物联网（IIoT）的发展趋势，串口通信往往是连接传感器和PLC的第一道关卡，但后续往往需要桥接到 USB 虚拟串口、甚至以太网或蓝牙网关。我非常好奇，作者是如何在 Delphi 的框架下，统一管理这些异构的串行接口的？一个优秀的技术书籍应该能教读者构建一个抽象层，使得上层应用逻辑不必关心底层是物理串口还是虚拟端口。此外，涉及到实时性要求高的应用场景，书中对异步操作的讲解至关重要，比如如何高效利用消息队列或事件驱动模型来处理数据接收，确保主界面不会因为阻塞式的读写操作而卡死，这对于任何需要良好用户体验的监控软件都是至关重要的考量点。

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这本《Delphi串口通信技术与工程实践》的标题着实吸引人，对于我们这些需要在Windows环境下进行底层硬件交互的开发者来说，串口通信的稳定性和效率是至关重要的。我最近在为一个工业控制项目选型软件平台时，就特别关注这类书籍的深度。我期待它能深入剖析 Delphi 语言在处理串行端口I/O时的底层机制，比如 Windows API 调用，尤其是 `CreateFile`, `ReadFile`, `WriteFile` 等函数在 Delphi 环境下的封装与优化。更重要的是，工程实践的部分，我希望看到大量真实世界中的案例，例如如何处理波特率、数据位、奇偶校验等复杂的RS-232/RS-485协议细节，以及如何构建健壮的错误处理和超时机制，以应对实际生产环境中不可预测的干扰。如果书中能提供一套经过充分验证的、可直接用于商业项目的通信组件源码，那无疑是极具价值的参考资料，能大大缩短我们的研发周期，而不是仅仅停留在理论介绍层面。

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这本书如果真的能体现出“技术”的深度，那么它应该能教会我如何超越 Delphi 自身提供的简单封装，直接与操作系统内核层级的通信服务打交道。我关注的是对操作系统底层机制的深入理解，比如在 Windows 系统中，串口数据的缓冲机制是如何工作的？数据在内核缓冲区和用户缓冲区之间是如何高效流转的？如果书中能结合一些汇编级或更底层的C++ DLL调用示例，展示如何绕过VCL或Lazarus提供的标准TComm组件的性能瓶颈，那就太棒了。对于追求极致性能的读者来说，了解这些“黑箱”后面的运作原理，才是提升程序稳定性和响应速度的关键所在。这种对底层细节的挖掘，往往是区分“普通教程”和“技术宝典”的分水岭。

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说实话，我关注的重点在于“工程实践”这四个字，因为市面上很多技术书籍往往理论讲得头头是道，一旦涉及到实际项目中的“脏活累活”，比如多线程并发访问串口导致的死锁问题，或者如何优雅地处理接收缓冲区溢出，就语焉不详了。我希望这本书能像一本老工程师的笔记一样，坦诚地剖析在实际部署中遇到的那些“坑”——比如不同操作系统的底层驱动差异对通信性能的影响，或者在虚拟化环境下的通信性能衰减分析。一个真正的工程实践指南，应当包含性能基准测试报告，对比不同 Delphi 版本（比如从老旧的 D7 到现代的 FMX/VCL）在处理高吞吐量数据流时的表现差异。如果它能提供一套设计模式，指导我们如何构建一个可维护、可扩展的通信服务层，而不是一个简单的同步调用Demo，那才算真正抓住了工程化的精髓。

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从一个注重代码质量和维护性的角度来看，我希望这本书能对现代面向对象编程（OOP）范式在串口通信组件设计中的应用做出深入探讨。例如，如何使用设计模式（如工厂模式或策略模式）来管理不同速率、不同数据格式的通信链路？如果书中能展示如何使用接口（Interface）来定义统一的通信协议契约，使得未来更换底层通信驱动或协议升级时，对上层业务逻辑的影响降到最低，那么这本书的价值将得到几何级的提升。我尤其期待看到关于代码重构和组件化开发的具体实践案例，而不是一堆零散的函数调用。一本好的工程实践书籍，不仅要解决眼前的问题，更要为未来的维护和扩展打下坚实的基础。

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