计算机基础知识与基本操作 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:清华

作者:张玲

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:2002-1

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787302058137

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
• 电脑操作
• 信息技术
• 入门教程
• 办公软件
• 系统知识
• 硬件知识
• 软件知识
• 数字技能
• 基础知识

编程语言设计与实现：从原理到实践 本书聚焦于计算机科学领域中最为核心与精深的分支之一：编程语言的设计、理论基础、编译与解释过程，以及现代语言的工程实践。 读者将深入探索如何从零开始构建一门功能完备的编程语言，理解不同范式（如面向对象、函数式、逻辑式）背后的数学和逻辑根基，并掌握将高级代码转化为机器可执行指令的复杂机制。 第一部分：编程语言的理论基石与形式化 本部分将构建理解编程语言的理论框架，这对于任何希望超越简单应用开发，迈向系统底层或前沿研究的工程师至关重要。 1. 形式语言理论与自动机： 深入探讨乔姆斯基文法（Chomsky Hierarchy）的四个层次。我们将详细解析正则文法、上下文无关文法（Context-Free Grammar, CFG）与下推自动机（Pushdown Automata）之间的精确对应关系。重点分析如何使用巴科斯范式（BNF）和扩展巴科斯范式（EBNF）来精确描述一种语言的语法结构。通过对有限自动机（Finite Automata）的讨论，理解词法分析器的底层工作原理。 2. 抽象语法树（AST）与语义分析： 讲解如何将线性化的源代码文本转化为具有层次结构的抽象语法树，这是后续所有编译或解释阶段的基础。我们将详细阐述类型系统理论，包括静态类型与动态类型的权衡、类型推导算法（如Hindley-Milner算法的简化版），以及如何通过语义规则（如环境和作用域管理）来定义一个程序“是什么意思”。 3. 程序逻辑与规范： 探讨如何使用形式化方法来验证程序的正确性。介绍前置条件、后置条件和循环不变量的概念，并讲解如何应用霍尔逻辑（Hoare Logic）来证明程序片段的逻辑等价性和安全性。这部分内容对于设计具有强健安全性和可靠性保障的领域专用语言（DSL）尤为关键。 第二部分：编译器的核心流程与技术 本部分将系统地拆解现代编译器或解释器的构建流程，着重于效率、优化和目标代码的生成。 4. 词法分析与句法分析实践： 详细讲解如何使用工具如Lex/Flex和Yacc/Bison来自动生成词法分析器（Scanner）和语法分析器（Parser）。深入剖析LL(k)和LR(k)解析策略的内在差异和适用场景，特别是对于处理递归和歧义文法的技术。我们将实现一个简单的递归下降解析器作为基础示例。 5. 中间表示（IR）的设计与选择： 编译器优化的关键在于选择合适的中间表示。本书将对比三种主流的IR形式：三地址码（Three-Address Code, TAC）、静态单赋值形式（Static Single Assignment, SSA）以及更高级别的抽象表示。深入讨论SSA的构建过程及其在消除冗余计算和常量传播优化中的决定性作用。 6. 机器无关的优化技术： 这一章节聚焦于那些不依赖于特定目标CPU架构的优化手段。内容包括：常量折叠、死代码消除、公共子表达式消除（CSE）、循环展开以及循环不变代码外提。我们将分析每种优化对程序性能的理论增益和潜在的副作用。 7. 代码生成与目标机器依赖性： 讲解如何将中间表示翻译成目标机器的汇编代码。核心内容包括指令选择、寄存器分配（介绍基于图着色的经典算法，如Chaitin算法），以及指令调度以最大化流水线效率。我们将以一种假想的RISC架构为例，演示代码生成的全过程。 第三部分：语言范式与高级特性实现 编程语言的魅力在于其表达能力。本部分将探讨实现不同编程范式的技术挑战。 8. 面向对象语言的底层支持： 深入探讨虚函数表（vtable）的结构、继承和多态性的内存布局实现。讲解垃圾回收（Garbage Collection, GC）的基本原理，包括引用计数、标记-清除（Mark-and-Sweep）以及分代回收（Generational Collection）的工程实践与性能考量。 9. 函数式编程的实现机制： 重点解析闭包（Closures）的捕获机制和运行时存储。探讨惰性求值（Lazy Evaluation）的实现，如使用Thunks和环境记录。对于纯函数式语言，我们将介绍如何处理状态和副作用，可能涉及Monad结构的基础概念。 10. 并发与并行模型： 在多核时代，语言对并发的支持至关重要。本书将分析不同并发模型（如Actor模型、CSP模型、共享内存模型）的理论基础和实现难度。我们将讨论如何通过语言机制（如同步原语、消息传递）来保证并发程序的正确性与性能，并探讨数据竞争的检测方法。 第四部分：解释器、虚拟机与JIT编译 并非所有语言都需要完全编译。本部分关注动态语言和高性能运行时环境的构建。 11. 解释器与字节码虚拟机（VM）： 详细设计一个基于栈的虚拟机架构。讲解如何定义一套指令集（Bytecode Set），并实现指令派发器（Dispatcher）。我们将对比字节码解释执行（如传统的JVM/Python VM）与基于寄存器的VM在性能上的差异。 12. 即时编译（JIT）原理： 探索现代高性能运行时（如V8、JVM HotSpot）的核心技术。介绍方法内联（Method Inlining）、逃逸分析（Escape Analysis）以及优化的核心：轮询（Profiling）驱动的优化。我们将讨论为何以及如何设计一个“分层编译”系统，从快速启动的解释器过渡到高度优化的机器代码。 总结： 本书为读者提供了一条从理论概念到实际构建的完整路径，旨在培养出能够设计、实现和深度优化下一代编程语言和运行时系统的专业人才。完成本书的学习后，读者将不仅能够熟练使用任何现有语言，更能理解其“幕后”的复杂运作机制，并有能力为特定领域创造出专有的、高效的工具。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆