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出版者:电子工业出版社

作者:何立军

出品人:

页数:372

译者:

出版时间:2001-3-1

价格:25.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505365575

丛书系列:

图书标签:

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计算机技术与前沿应用概览 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，聚焦于当前信息技术领域的关键发展趋势、核心技术原理及其在不同行业中的创新应用。我们力求超越单一软件操作的层面，深入探讨支撑现代数字世界的底层逻辑和未来演进方向。 --- 第一部分：计算科学的基石与演进 第一章：现代计算系统的架构解析 本章将带领读者深入剖析现代计算机系统的核心组成。我们将详细阐述冯·诺依曼架构的局限性与当代高性能计算（HPC）架构的革新，包括并行处理单元（如GPU和FPGA）的设计哲学与工作机制。重点探讨内存层次结构（缓存一致性协议、非易失性内存NVM）对系统性能的决定性影响。此外，还将对量子计算的基本概念进行普及，阐述其与经典计算在算法复杂性上的根本区别，并讨论当前实现可扩展量子比特的物理挑战。 第二章：操作系统内核与虚拟化技术 深入理解操作系统（OS）如何管理硬件资源是构建复杂应用的基础。本章聚焦于现代多核操作系统的进程调度算法（如CFS、实时调度）及其对延迟敏感型应用的影响。我们将详细解析内存管理单元（MMU）的地址翻译过程、虚拟内存的实现机制，以及如何通过页表实现进程隔离。在虚拟化方面，我们将比较全虚拟化、半虚拟化和容器化（如Docker、Kubernetes）的技术栈与性能损耗，分析它们在云计算环境中的角色定位。 第三章：计算机网络协议栈的深度剖析 本章从TCP/IP协议簇的底层开始，系统地梳理数据如何在全球范围内高效传输。我们将详细解析L2到L4层的关键技术，包括以太网帧结构、VLAN隔离、ARP机制，以及TCP拥塞控制算法（如Reno, CUBIC）如何平衡网络吞吐量与公平性。对于应用层，重点探讨HTTP/3（基于QUIC协议）相较于TCP/TLS的性能提升，以及DNS在现代分布式系统中的解析优化策略。 第二部分：数据科学与人工智能的驱动力 第四章：机器学习模型构建与评估标准 本书将摒弃对特定框架（如TensorFlow或PyTorch）操作步骤的冗余介绍，转而专注于机器学习的核心理论。本章阐述回归、分类与聚类算法的数学基础，重点分析特征工程的艺术与科学，以及如何通过正则化（L1/L2）和早停法来对抗过拟合。在模型评估方面，我们将详细讨论混淆矩阵的深层解读，精确率、召回率、F1分数以及ROC曲线的统计学意义，并探讨模型可解释性（XAI）的初步方法，如LIME和SHAP值。 第五章：深度学习的结构设计与优化 本章聚焦于神经网络的结构设计范式。我们将深入探讨卷积神经网络（CNN）中的感受野、池化策略及其在图像处理中的空间不变性原理。对于循环神经网络（RNN），重点分析梯度消失/爆炸问题，以及LSTM和GRU单元如何通过门控机制实现长期依赖捕捉。同时，本章也将介绍Transformer架构的自注意力（Self-Attention）机制，阐明其如何彻底改变序列建模的效率与性能。优化器部分，我们将对比随机梯度下降（SGD）及其动量、自适应学习率方法（如Adam、RMSProp）的收敛特性。 第六章：大数据处理的生态系统与流式计算 本章探讨处理PB级数据的技术栈。我们将详细介绍Hadoop生态系统中HDFS的读写原理、数据容错机制以及MapReduce范式的应用场景。区别于传统的批处理，本章的重点放在实时或近实时的数据流处理上。我们将分析Apache Kafka作为分布式消息队列的核心设计，以及Apache Flink在精确一次（Exactly-Once）语义下的状态管理与时间窗口操作（滚动、滑动、会话窗口）。 第三部分：软件工程的敏捷化与安全加固 第七章：现代软件架构模式与微服务治理 本章探讨如何设计可伸缩、高弹性的企业级应用。我们将对比单体架构、面向服务的架构（SOA）与微服务架构的优劣。重点解析微服务治理的关键技术，包括服务发现（如Consul/Etcd）、API网关的作用、负载均衡策略（L4/L7）以及分布式事务的解决方案（如Saga模式）。此外，还将讨论DDD（领域驱动设计）在划分微服务边界中的指导意义。 第八章：DevOps实践与持续交付流水线 本章强调将开发、测试与运维集成化的DevOps理念。我们将详细阐述基础设施即代码（IaC）的概念，并分析Terraform和Ansible在环境自动化部署中的职责划分。在持续集成/持续部署（CI/CD）流程中，我们将探讨单元测试、集成测试和端到端测试在自动化流水线中的位置，以及蓝绿部署、金丝雀发布等高级部署策略如何最小化生产环境风险。 第九章：信息安全与数据隐私保护技术 本章深入探讨应用程序和数据面临的主要威胁及防御机制。我们将系统分析常见的Web漏洞，如SQL注入、跨站脚本（XSS）和跨站请求伪造（CSRF）的原理及修复最佳实践。在加密技术方面，我们将阐述非对称加密（如RSA、ECC）在数字签名和密钥交换中的应用，以及数据在静止和传输过程中的加密标准。此外，还将探讨零信任安全模型（Zero Trust）的架构原则及其在身份验证和授权管理中的落地。 第四部分：新兴技术与未来展望 第十章：区块链技术的核心机制与应用潜力 本章专注于去中心化账本技术（DLT）的底层共识机制。我们将详尽解析工作量证明（PoW）与权益证明（PoS）的差异，以及拜占庭容错（BFT）在保证分布式一致性中的作用。对于智能合约，本章将侧重于其图灵完备性带来的编程挑战与安全审计需求，而非特定平台的代码实现。 第十一章：人机交互的进化与沉浸式计算 本章探索超越传统二维界面的新型交互范式。我们将分析虚拟现实（VR）、增强现实（AR）中的空间计算基础，包括头部和手部追踪的传感器融合技术。同时，本章也将探讨自然语言处理（NLP）在构建更自然、更具上下文理解能力的对话系统中的最新进展，以及情感计算在用户体验设计中的潜力。 --- 本书适合对象： 本书面向所有对计算机技术原理、软件架构设计、前沿算法应用有深入探究意愿的IT从业者、高校高年级学生以及技术管理者。它提供的知识体系，是构建和维护复杂数字系统的理论基石，旨在培养读者从“如何使用”到“如何设计和优化”的思维跨越。

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