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出版者:1 (2005年12月1日)

作者:Kwangkeun Yi

出品人:

页数:433

译者:

出版时间:2005-12

价格:632.80元

装帧:平装

isbn号码:9783540297352

丛书系列:

图书标签:

• 编程语言
• 系统编程
• 编译原理
• 程序设计
• 计算机科学
• 软件工程
• 形式语言
• 算法
• 理论计算机科学
• 会议论文集

先锋技术深度探索：现代计算范式的演进与实践 本书聚焦于当前信息技术领域最前沿的几个核心方向，深入剖析支撑现代软件系统的底层机制与创新方法论。全书旨在为系统架构师、高级软件工程师以及计算机科学研究人员提供一份全面且具有前瞻性的技术路线图，强调理论深度与工程实践的紧密结合。 第一部分：高性能与并发控制的基石 本部分将目光投向处理大规模并发请求和优化资源利用率的关键技术。我们首先探讨现代多核处理器架构下的内存一致性模型（如C++ `std::memory_order` 和 Java Memory Model 的细微差别），分析硬件缓存一致性协议（MESI、MOESI）如何影响并发编程的性能边界。 随后，重点攻克无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）的设计与实现。不同于传统的基于互斥锁的同步机制，本书详尽介绍了基于原子操作（如CAS、FAA）的链表、队列和栈的构建方法，并严格评估了它们的“实际”性能与可伸缩性。我们不满足于理论介绍，而是深入分析了ABA问题、内存屏障的正确使用，并通过具体的Linux内核和高性能数据库的源码案例，揭示无锁编程在应对高负载场景时所体现出的卓越效率。 第三个核心主题是细粒度并发控制与事务处理。除了介绍经典的二阶段锁定（2PL）之外，我们着重研究了乐观并发控制（OCC）在现代数据库系统和分布式状态机中的应用。本书详细阐述了如何设计高效的冲突检测机制、版本管理策略，并探讨了基于时间戳（Timestamp Ordering）和多版本并发控制（MVCC）的实现细节。对于分布式系统而言，本部分还引入了Paxos和Raft协议的深入解析，不仅仅停留在协议流程描述，更会对比它们在容错能力、学习能力和实际部署复杂度上的权衡，帮助读者理解如何为特定的分布式应用场景选择最合适的共识算法。 第二部分：类型系统、形式化验证与软件可靠性 软件系统的复杂性日益增加，对形式化验证和严格的类型系统依赖也达到了前所未有的高度。本部分致力于揭示如何通过数学工具和高级语言特性来构建高度可靠、易于维护的软件。 我们从依赖类型（Dependent Types）的理论基础切入，对比了Agda、Coq等工具的实践差异。本书将聚焦于如何利用依赖类型来编码复杂的程序属性，例如数组边界的安全、不变量的强制执行等，实现“无Bug”编程的理论愿景。对于更广泛的工程应用，本书深入探讨了Rust语言所有权（Ownership）与生命周期（Lifetimes）系统作为一种编译时内存安全保证的内在机制，剖析其与传统垃圾回收（GC）及手动内存管理的根本区别，并提供在复杂场景下借用检查器（Borrow Checker）的调试技巧。 软件可靠性的另一个关键支柱是模型检验（Model Checking）。本书详细介绍了状态爆炸问题的解决策略，包括符号模型检验（SMT Solvers的集成）和抽象解释（Abstract Interpretation）。通过构建一个小型并发协议的模型，展示如何系统性地发现隐藏的死锁、活锁或违反安全属性的条件，从而将验证工作从运行时测试提升到设计阶段。 此外，我们还关注领域特定语言（DSL）的设计哲学。成功的DSL往往能以极高的精度表达特定领域的逻辑，同时隐藏底层实现的复杂性。本书提供了一套从语法定义（基于解析器组合子或ANTLR）到语义解释或编译的完整流程，并辅以构建一个用于硬件描述或金融建模的实例，强调如何通过类型和控制流来保证DSL的正确性和可推理性。 第三部分：新型计算范式与系统抽象 随着摩尔定律的放缓，我们必须寻找新的计算范式来继续提升效率。本部分探索了超越传统冯·诺依曼架构的计算模型，以及支持这些模型所需的底层系统支持。 函数式编程（FP）的系统影响是本部分的重要篇幅。我们不仅讨论纯函数、高阶函数和惰性求值（Lazy Evaluation）的编程技巧，更着重于它们如何影响编译器优化和运行时性能。特别是，惰性求值在缓存敏感型应用（如大规模图处理或数值计算）中带来的潜在“不确定性”是如何被现代运行时系统（如Haskell Runtime或Scala/Clojure的实现）所缓解和管理的。 我们转向基于Actor模型的并发系统，对比它与CSP（Communicating Sequential Processes）模型的异同。本书将深入剖析Erlang/Elixir中的进程隔离、消息传递机制，并探讨如何将Actor模型扩展到跨机器的分布式环境中，讨论集群管理、故障转移和状态同步的挑战。 最后，我们探讨硬件加速与异构计算的软件栈。从OpenCL和CUDA的编程模型入手，本书解析了如何有效地在GPU、FPGA等加速器上映射并行算法。重点讨论的是数据布局（Data Layout）对内存带宽的决定性影响，以及如何设计中间表示（IR）层，使得编译器能够更好地进行自动向量化和指令调度，从而最大化利用新型处理器单元的潜力。本书强调的不仅仅是“如何编程”，更是“如何设计一个能够被高效编译和执行的计算模型”。 本书内容组织严谨，理论与实践并重，适合期望在底层系统设计和前沿计算理论方面取得突破的专业人士。

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作为一名对编程语言背后的设计哲学和理论体系着迷的学习者，我寻找的书籍不应仅仅是语法手册或API指南，而是能引发我深入思考的“思想食粮”。“Programming Languages and Systems / Proceedings”这个名称暗示了其内容的深度和广度，我希望书中能够包含对编程语言设计原则的哲学性探讨，例如，关于简洁性、表达力、可维护性等核心理念的权衡，以及不同设计决策如何影响语言的实际应用。我也对书中关于类型系统（Type System）的深入研究抱有极大的兴趣，特别是关于静态类型与动态类型、强类型与弱类型的优缺点分析，以及一些高级类型系统（如依赖类型、线性类型）在保证程序正确性方面的潜力。在系统层面，我关注的是编程语言如何与底层硬件和操作系统紧密结合，例如，关于编译器的优化技术，代码生成过程，以及不同语言在不同平台上的性能表现差异。我也对书中可能涉及到的领域特定语言（DSL）的设计与实现感兴趣，理解如何为特定问题域设计出高效、易用的语言，以及这些DSL如何与通用编程语言协同工作，能够极大地拓展我的思维。更重要的是，我希望这本书能提供一些关于编程语言未来发展方向的预测和思考，例如，人工智能对编程语言设计的影响，或者新的计算模型（如量子计算）如何改变我们编写程序的方式。这本书若能提供这些启发性的内容，将是我学习路上的宝贵指引。

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我是一名软件架构师，在选择技术栈和指导团队开发时，需要对编程语言的底层机制和系统特性有深刻的理解。“Programming Languages and Systems / Proceedings”这本书对我来说，可能蕴含着解决我们在实际项目中遇到的性能瓶颈和可靠性挑战的钥匙。我特别想了解书中对于内存管理策略的深入探讨，例如，垃圾回收机制的最新进展，或者像Rust这样的语言是如何通过静态分析来保证内存安全的。这对于我们构建大规模、高并发的系统至关重要。同时，我也对书中关于并发模型和线程管理的讨论非常感兴趣，如何利用语言特性来简化并发编程，避免死锁和竞态条件，以及如何有效地利用多核处理器的并行能力，这些都是我们日常工作中需要面对的难题。在系统层面，我非常关注编程语言与操作系统、硬件的交互方式。例如，如何编写高性能的系统调用，如何利用底层硬件特性来加速计算，或者如何设计更高效的运行时环境。如果书中能够提供关于这些方面的深度分析和实践建议，那将对我们优化系统性能、降低资源消耗具有直接的指导意义。此外，我也期待书中能有关于语言互操作性（interoperability）的探讨，在日益复杂的微服务架构中，如何让不同语言编写的服务能够无缝地进行通信和数据交换，这对于构建一个灵活、可扩展的系统架构非常重要。

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作为一个对编程语言的演进和发展充满热情的技术爱好者，我一直在寻找能让我了解行业最新动态的书籍。“Programming Languages and Systems / Proceedings”这个标题瞬间吸引了我。我非常期待书中能有关于函数式编程范式在现代软件开发中扮演越来越重要角色的讨论，比如，关于惰性求值、不可变数据结构以及高阶函数在提高代码可维护性和并发安全性方面的优势。我也对书中可能涉及到的性能优化技术感到好奇，例如，编译器是如何通过静态分析、代码重构等技术来提升程序的运行效率，或者一些新的编程模型是如何在硬件层面实现更高效的并行计算。在系统方面，我尤其希望看到关于云计算、微服务架构下编程语言的选择和优化策略。例如，哪些语言在容器化部署、服务间通信以及资源管理方面表现更佳，或者是否有关于如何在多语言混合环境中实现高效协作的方案。我对函数式编程的函数组合和声明式编程的思路在构建健壮的分布式系统中的应用特别感兴趣，如果书中能提供这方面的案例和理论分析，对我来说将是宝贵的财富。此外，我也关注编程语言的社区生态和发展趋势，书中是否能反映出某些语言凭借其强大的社区支持和活跃的开发者群体而获得成功的经验，或者预测未来几年编程语言可能的发展方向。

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作为一名资深程序员，我对“Programming Languages and Systems / Proceedings”这本书的期待值相当高，毕竟这个领域是计算机科学的基石，每一次技术迭代和理论创新都牵动着整个行业的脉搏。我特别关注的是书中对新出现的编程范式（如函数式编程的进一步演进，或者面向对象之外的更具前景的模型）是如何进行深入剖析的。例如，我希望看到对于一些新兴语言，比如Rust，它在内存安全和并发性方面的独特设计理念，以及如何通过其所有权系统来避免常见的bug，这种底层机制的分析至关重要。同样，对于一些在特定领域（如科学计算、嵌入式系统）表现出色的语言，书中是否有关于其性能优化、与硬件交互的案例研究，这对于我优化现有项目或者探索新方向极具价值。而且，我也对书中关于编程语言设计原则和编译原理的探讨深感好奇，理解这些底层逻辑有助于我更深入地理解语言的特性，甚至能激发我参与到新的语言工具开发中去。在系统层面，我期望看到对操作系统、虚拟机或者分布式系统的交互性有细致的阐述，例如，不同编程语言在这些系统上运行的性能差异，或者如何通过语言设计来更好地利用现代硬件的并行计算能力。总之，这本书若能提供一些前沿的研究成果和深刻的见解，那将是对我技术视野的一次极大的拓展，也会为我解决实际编程难题提供宝贵的理论指导和实践参考。

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我是一名计算机系的研究生，正在寻找能为我的毕业论文提供理论支持的参考文献。“Programming Languages and Systems / Proceedings”这个名字听起来非常契合我的需求，我尤其希望能在其中找到关于形式化方法在编程语言设计和验证方面的最新进展。例如，关于如何利用模型检测、定理证明等技术来确保代码的正确性和安全性，这对我研究可信计算平台的设计至关重要。同时，我也对书中关于领域特定语言（DSL）的设计与应用感兴趣，特别是在人工智能、机器学习或者量子计算等前沿领域，如果能看到如何利用DSL来简化复杂模型的开发和部署，或者提高特定任务的处理效率，那将极大地启发我的研究思路。此外，对于编程语言的语义定义，特别是其形式语义和操作语义，我希望书中能够提供一些严谨的数学模型和清晰的推导过程，这有助于我理解不同语言的计算模型差异，并为我设计新的语言特性提供理论基础。在系统层面，我对分布式系统中的并发控制、一致性协议以及容错机制相关的编程语言支持非常关注。例如，某些编程语言如何能够更有效地处理大规模并发请求，或者如何通过语言特性来简化分布式一致性算法的实现，这些内容将直接影响我关于构建高可用、可扩展分布式系统的研究。这本书的论文集性质，理论上可以包含很多未经验证但极具创新性的想法，这正是研究者所需要的。

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