具体描述
本书是有关数字图像智能信息处理方面的专著。全书共分八章，包括：综述有关软计算与计算智能的研究以及信息处理的软计算方法；图像预处理基本技术；基于模糊集和粗糙集理论的图像预处理技术；基于遗传算法的图像恢复方法及模糊与遗传算法结合的图像恢复方法；图像压缩编码的有关基础知识和几种国际标准；神经网络压缩编码；粗糙集与神经网络结合的矢量量化编码方法；信息融合编码方法等。 本书内容新颖，注重理论联系实际，可作为电子信息工程、计算机应用、工业自动化、机械电子工程等相关专业的工程技术人员、科研人员、研究生和高年级本科生的参考书。
探秘广阔的计算机科学领域：精选图书推荐 以下书目聚焦于计算机科学的多个核心分支，旨在提供对前沿技术、经典理论与实践应用的深入理解，每一本书都代表着某一领域的深度探索与知识沉淀。 --- 1. 《深入理解操作系统：原理、设计与实现》 内容概要： 本书是一部关于现代操作系统核心机制的权威著作。它不仅仅停留在概念的描述层面，而是深入剖析了操作系统如何管理和抽象底层硬件资源，以提供高效、可靠的计算环境。 第一部分：基础架构与进程管理 本书首先奠定了坚实的理论基础，详细阐述了计算机系统结构与操作系统之间的接口。重点讲解了进程与线程的概念、并发性控制的挑战以及同步机制的演进。从经典的信号量、管程到现代无锁数据结构（Lock-free Data Structures），对死锁的预防、检测与恢复策略进行了详尽的分析和对比。读者将学习到如何设计健壮的并发程序，并理解上下文切换的底层开销与优化。 第二部分：内存管理与虚拟化 内存管理是操作系统的核心难点之一。本书深入探讨了分页（Paging）、分段（Segmentation）以及它们在实现虚拟内存（Virtual Memory）中的作用。详细介绍了各种页面置换算法（如LRU、FIFO、OPT）的性能考量，并讨论了TLB（Translation Lookaside Buffer）的缓存效应。此外，书中还包含了对现代内存分配器（如jemalloc, tcmalloc）的设计哲学解析，以及如何处理内存碎片化问题。虚拟化技术，包括硬件辅助虚拟化（如VT-x, AMD-V）和操作系统层面的容器化（如cgroups, namespaces）实现原理，占据了重要篇幅。 第三部分：文件系统与存储 本书对持久化存储的组织方式进行了全面的梳理。从块设备的抽象到文件系统的逻辑结构，细致讲解了日志结构文件系统（如Journaling File Systems）如何保证数据一致性，以及现代高性能文件系统（如ZFS, Btrfs）中引入的写时复制（CoW）和数据校验技术。关于I/O调度器的设计，如CFQ、Deadline、NOOP等的演进和适用场景，提供了深刻的见解。 第四部分：网络与安全基础 虽然不是专注于网络协议栈，但本书阐述了操作系统在网络通信中的角色，包括Socket API的实现、内核中的TCP/IP协议栈的精简视图，以及网络缓冲区管理策略。在系统安全方面，讨论了内核模块的保护机制、权限管理（如MAC/DAC模型）以及攻击面削减的基础技术。 目标读者： 操作系统内核开发者、系统程序员、计算机科学专业学生以及任何希望深入了解“计算机如何工作”的资深技术人员。 --- 2. 《高性能计算的数学基础与并行编程模型》 内容概要： 本书聚焦于如何利用大规模并行计算资源（如GPU集群、多核CPU）解决复杂的科学计算问题。它弥合了深厚的数学理论与实际的并行编程技术之间的鸿沟。 核心内容： 数值分析回顾与并行化潜力： 对线性代数方程组的求解（如迭代法、共轭梯度法）、偏微分方程的数值方法（有限差分、有限元基础）进行梳理，并明确指出哪些计算密集型部分可以被有效地并行化。 并行计算范式： 系统地介绍主流的并行编程模型。首先是基于共享内存的OpenMP，详细解析了循环依赖分析、指令级并行与内存访问模式优化；随后深入到分布式内存编程的MPI（Message Passing Interface），探讨了点对点通信、集合通信原语的设计与性能考量。 异构计算： 重点介绍NVIDIA CUDA/OpenCL等GPU编程框架。本书不仅讲解了核函数（Kernel）的编写，更侧重于数据传输开销最小化、线程束（Warp）调度、共享内存的有效利用以及内存层次结构（全局内存、共享内存、寄存器）的优化策略。 性能度量与瓶颈分析： 提供了科学的性能分析方法论，包括如何使用性能分析工具（如VTune, NVProf）识别计算瓶颈（是计算受限还是通信受限），以及如何通过代码重构和算法选择来提高效率。 本书特色： 理论结合实践，通过大量真实的科学计算案例（如分子动力学模拟的简化模型、大规模矩阵乘法）展示如何将理论转化为可执行的高性能代码。 --- 3. 《现代编译器设计与优化：从理论到实践》 内容概要： 本书提供了一份关于现代编译器构建流程的全面指南，不仅涵盖了经典的三阶段模型（前端、中端、后端），更深入探讨了编译器在处理面向对象语言、优化代码的复杂性以及面向特定硬件架构的设计决策。 关键章节剖析： 前端：词法分析与语法分析： 使用LALR(1)和LL(k)等理论构建强大的解析器，并讲解如何处理复杂语言特性（如宏、预处理器指令）的抽象语法树（AST）构建过程。 中端：中间表示与优化 中间表示（IR）： 深入比较静态单赋值形式（SSA）的优势及其在数据流分析中的关键作用。 程序分析： 详细介绍数据流分析、控制流分析以及别名分析（Aliasing Analysis）的算法实现，这是进行高级优化的前提。 优化技术： 全面覆盖机器无关优化，如常量折叠、死代码消除、循环展开、过程间常量传播（PCE）等。特别关注SSA形式下的通用子表达式消除（CSE）与循环不变代码外提（LICM）。 后端：代码生成与机器依赖优化 指令选择与调度： 讨论如何将IR映射到目标机器的指令集，以及如何通过指令调度来隐藏流水线延迟。 寄存器分配： 采用图着色算法（Graph Coloring）来解决这一NP难问题，并讨论溢出（Spilling）的策略。 向量化与SIMD： 讲解编译器如何识别代码中的数据并行性，并自动生成SIMD指令（如SSE/AVX）以充分利用现代CPU的单指令多数据能力。 技术深度： 本书要求读者对离散数学和自动机理论有基本了解，并鼓励使用如LLVM基础设施进行实践项目，以理解现代复杂编译器的工程实践。 --- 4. 《分布式系统：一致性、容错与服务架构》 内容概要： 本指南聚焦于构建和维护在全球范围内运行的大规模、高可用的分布式系统所面临的核心挑战。它从理论模型出发，逐步深入到实际应用中的架构选型与工程实践。 核心主题： 基础模型与延迟： 探讨FLP不可能性、部分故障模型，并强调了网络延迟和异步通信的不可避免性。 状态管理与共识协议： 系统的核心是数据一致性。本书详尽分析了Paxos算法的原理、状态机复制的挑战，并重点讲解了Raft协议的选举、日志复制和安全性保证。理解这些协议是构建可靠数据库和协调服务的基础。 容错机制： 深入研究故障检测、隔离（Isolation）策略，以及主动/被动复制、Quorum机制在保障服务连续性中的作用。 服务发现与负载均衡： 介绍ZooKeeper、etcd等分布式协调服务的作用，以及客户端/服务端负载均衡策略（如一致性哈希）。 事务处理： 讨论分布式事务的难题，包括两阶段提交（2PC）的局限性，以及更现代的补偿事务（Saga）模式的应用场景。 实践导向： 书中通过对Hadoop、Kafka、Cassandra等实际系统的架构剖析，展示了理论是如何在海量数据和高并发环境下落地的。它旨在培养读者在设计面向未来的云原生应用时，对系统边界和故障域的清晰认识。
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