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出版者:

作者:陈晴 编

出品人:

页数:193

译者:

出版时间:2000-9

价格:19.00元

装帧:

isbn号码:9787562436478

丛书系列:

图书标签:

• 操作系统
• 计算机科学
• 计算机系统
• 内核
• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统
• 并发
• 虚拟化
• 系统编程

好的，这是一份关于《计算机操作系统》之外的图书简介，内容力求详尽，旨在介绍一本涵盖了特定技术领域但不涉及操作系统核心概念的计算机科学书籍。 --- 精妙算法的构造与实践：从理论基石到高性能实现 本书导览：突破性能瓶颈的工程艺术 在当今数据驱动的世界中，算法的效率直接决定了系统的上限。《精妙算法的构造与实践》并非一本探讨系统底层调度、内存管理或进程间通信的教材，它是一部专注于计算思维、数据结构优化以及复杂问题求解范式的深度工程手册。本书聚焦于如何将抽象的数学模型转化为能够高效运行在现代处理器架构上的具体代码实现，侧重于算法的设计、分析、调优与实际应用。 本书假设读者已经具备扎实的编程基础和对离散数学、线性代数等基础理论的初步了解，但致力于将这些理论知识转化为解决实际工程难题的利器。我们坚信，理解算法的内在复杂性，并懂得如何利用硬件特性进行优化，是构建下一代高性能应用的关键。 第一部分：算法设计的核心范式与分析 本部分奠定了全书的理论基石，深入剖析了构建高效算法的几种主流方法论。 第一章：计算复杂度的严谨审视 我们首先对算法的效率进行量化分析。本章详述了渐近分析（大O、Ω、Θ符号）的精确含义，并超越了基础的时间和空间复杂度讨论。重点解析了摊还分析（Amortized Analysis）在动态数据结构（如斐波那契堆、可伸缩队列）中的应用，以及如何识别并处理最坏情况、最好情况和平均情况下的性能差异。此外，本章还引入了电路复杂度和通信复杂性的概念，为理解特定问题（如图形处理、并行计算）的内在信息传输限制提供了理论框架。 第二章：分治策略的深度挖掘 分治法不仅仅是快速排序和归并排序。本章深入探讨了Strassen矩阵乘法等非平凡应用，并详细分析了递归关系的求解技巧，如主定理（Master Theorem）的变体及其适用边界。更进一步，我们探讨了如何利用分治思想优化计算几何问题，例如平面最近点对的求解，以及在多维空间中划分问题的策略。 第三章：贪心算法的局部最优与全局视野 贪心算法因其简洁高效而广受欢迎。本章系统地展示了霍夫曼编码和最小生成树（Prim/Kruskal）的经典证明，强调了如何严谨地证明一个贪心选择序列的正确性。我们特别关注了Matroid理论在证明贪心算法最优性中的作用，这提供了一个超越特定应用场景的通用验证工具。 第四章：动态规划：状态空间的最优遍历 动态规划是处理具有重叠子问题和最优子结构问题的核心工具。本书详细解析了背包问题、最长公共子序列、矩阵链乘法的经典DP解法。重点在于状态的定义、状态转移方程的构建以及如何通过表格化（Tabulation）或备忘录化（Memoization）实现高效的自底向上或自顶向下计算。本章还涵盖了背包问题的伪多项式时间复杂度分析，以及如何利用凸包技巧（Convex Hull Trick）优化某些线性DP的状态转移，将其时间复杂度从$O(N^2)$降至$O(N log N)$。 第二部分：面向现代计算的结构优化 本部分将理论应用于实际的硬件环境，探讨如何设计出不仅渐进时间复杂度低，而且在实际机器上运行飞快的算法。 第五章：图算法与网络流的工程实现 图算法是数据科学和网络分析的基石。我们不仅覆盖了Dijkstra、Bellman-Ford、Floyd-Warshall等基础算法，还重点研究了最大流/最小割问题的先进求解器，如Dinic算法和Push-Relabel算法的现代变体。在实现层面，本章深入探讨了邻接表与邻接矩阵的选择对稀疏图与稠密图性能的影响，以及如何利用位运算优化图的遍历操作。 第六章：搜索、排序与底层加速技术 排序的精髓在于稳定性和缓存效率。除了常见的比较排序，本章详细介绍了基数排序（Radix Sort）和桶排序（Bucket Sort）在特定数据分布下的性能优势。搜索方面，我们超越了二叉搜索树，深入探讨了B-树及其变体（如B+树）在磁盘I/O受限环境下的优化原理，并解释了跳跃表（Skip List）作为一种概率性数据结构，如何在并发环境中提供接近$O(log N)$的性能。 第七章：几何、字符串与精确匹配 针对模式识别和生物信息学等领域，本章聚焦于字符串处理的效率。我们详尽分析了KMP算法、Boyer-Moore算法的预处理阶段，并引入了更强大的工具——后缀数组（Suffix Arrays）和后缀树（Suffix Trees），解释了它们如何统一解决最长公共子串、模式匹配等问题。在计算几何部分，重点在于扫描线算法（Sweep Line）在处理线段交点和多边形相交问题中的应用。 第三部分：并行化、近似与随机化算法 现代高性能计算离不开并行处理和对NP难题的有效处理。 第八章：并行计算中的算法设计思维 本章探讨了如何在多核处理器和大规模集群上有效分解和组合计算任务。我们研究了MapReduce范式之外的细粒度并行算法，例如并行前缀和（Prefix Sum）的有效实现，以及如何设计无锁（Lock-Free）或无等待（Wait-Free）的数据结构来最小化同步开销。重点讨论了数据依赖性如何限制并行化程度，以及如何通过数据布局优化来提高缓存命中率。 第九章：近似算法与启发式搜索 面对NP-hard问题（如旅行商问题TSP、图着色），精确解往往遥不可及。本章系统介绍了近似比（Approximation Ratio）的概念，并详细分析了PTAS（多项式时间近似方案）的构造方法。此外，我们还深入探讨了局部搜索、模拟退火（Simulated Annealing）和遗传算法（Genetic Algorithms）等启发式方法，重点在于参数调优以平衡探索（Exploration）与利用（Exploitation）。 第十章：随机化算法的威力 随机性并非妥协，而是解决问题的强大工具。本章介绍了Las Vegas算法（总能给出正确答案，运行时间随机）和Monte Carlo算法（可能给出错误答案，但运行时间确定）。通过Miller-Rabin素性测试和Karger的最小割算法的实例，展示了如何利用随机抽样和构造来简化复杂问题的求解，并精确分析其错误的概率界限。 --- 目标读者： 软件工程师、系统架构师、高性能计算研究人员、需要深入理解算法性能瓶颈的开发者，以及计算机科学高年级本科生和研究生。 本书特色： 本书的每一章都附带了基于C++/Rust的性能基准测试代码，直接对比了不同算法变体在真实硬件上的执行时间，强调理论分析与实际性能之间的关联与差异。它不是一本关于如何安装软件或配置内核参数的书，它是一本关于如何构建更快的计算逻辑的深度指南。

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这本《计算机操作系统》简直是为我这种对底层原理充满好奇的初学者量身定做的！我本来对操作系统这个概念感到十分晦涩难懂，总觉得它像一个黑箱子，只知道它负责管理资源，但具体怎么管的，我是一头雾水。这本书的叙事方式非常平易近人，它没有一开始就抛出一大堆复杂的术语和模型，而是像一位经验丰富的老师傅，耐心地从最基础的进程与线程概念讲起。特别是关于并发与同步的部分，作者用了大量的生动比喻，比如将多个进程比作工厂里的流水线工人，而互斥锁和信号量就是协调他们工作顺序的“交通灯”或“调度员”。我特别喜欢它在讲解死锁预防和检测时所采用的图论方法，虽然是数学概念，但结合操作系统的实例，竟然变得逻辑清晰，不再是枯燥的公式堆砌。读完这部分，我感觉自己终于有了一把钥匙，可以窥探到程序运行背后那层神秘的调度逻辑了。至于内存管理，虚拟内存和分页机制的讲解，也让我彻底理解了为什么我的电脑即使开了几十个程序，也不会轻易崩溃，那种“看似有限，实则无限”的魔术是如何实现的，这本书给了我一个非常扎实的底层视角，非常适合入门者建立起对OS的整体认知框架。

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我是一名在职的系统架构师，日常工作中经常需要处理高并发和资源竞争问题，对现有工具的底层机制总是有更深层次的探究欲。坦率地说，市面上很多操作系统教材都偏重理论的完备性，读起来像是在啃一本“标准”的字典，缺乏实战的影子。《计算机操作系统》这本书的独特之处在于它巧妙地融合了理论的严谨性和工程实践的考量。它对I/O子系统的剖析，尤其是对中断处理、DMA（直接内存访问）的详细描述，让我对磁盘读写效率的瓶颈有了更直观的认识，这对于优化数据库I/O操作至关重要。更令我欣赏的是，书中对不同设计哲学（如宏内核与微内核的优劣权衡）的讨论，不是简单地罗列特性，而是深入分析了在特定历史背景和性能需求下，为什么会产生这样的设计选择，这种历史观和辩证法让技术决策不再是教条式的。此外，关于文件系统的持久化和事务性处理，作者提供的案例分析非常具有启发性，让我反思了我们在设计分布式存储服务时，是如何在可用性、一致性和分区容错性之间进行取舍的，这本书无疑为我的日常架构设计提供了坚实的理论后盾和更广阔的思考维度。

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这本书简直是为那些喜欢深挖底层、追求极致性能优化的工程师准备的“武功秘籍”！我之前总是停留在应用层面对多线程编程，总觉得性能瓶颈要么是网络，要么是数据库，很少深入到操作系统调度器的层面去寻找优化点。然而，这本书对CPU调度算法的讲解，简直细致入微到了令我震撼的地步。它不仅介绍了经典的FIFO、SJF，更重点阐述了如完全公平调度器（CFS）这类现代Linux内核所采用的机制，通过对“虚拟运行时间”和红黑树的巧妙结合，它解释了如何在保证公平性的同时兼顾低延迟。我甚至根据书中提供的思路，回去对我们测试环境中的一个延迟抖动问题进行了排查，通过监控系统调用栈，我发现某些场景下，优先级继承机制的处理比预想的要复杂得多。对于虚拟化技术有兴趣的朋友，这本书对Hypervisor的类型划分及其在隔离和性能之间的权衡分析也极为到位，让人明白虚拟机是如何在硬件层面上被“欺骗”的。总而言之，如果你想从“使用者”晋升为“调校者”，这本书的深度绝对能满足你的胃口。

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这本书在处理复杂概念时所展现出的清晰度和条理性，是我阅读过的技术书籍中最令人印象深刻的之一。我通常阅读技术书籍的习惯是，如果前三章不能抓住我的注意力，我可能就会放弃。但《计算机操作系统》不同，它的开篇就非常抓人，没有过多地纠缠于历史渊源，而是直接进入了“什么是操作系统”的核心功能域划分。我个人对分布式系统非常感兴趣，因此我最关注的是它如何处理“一致性”的问题。书中关于分布式文件系统（如NFS）在网络分区情况下的行为讨论，虽然篇幅不是最长，但其对CAP理论在文件系统设计中的体现分析得非常到位，让人清晰地看到，即使在操作系统层面，我们也无法逃避分布式世界的取舍难题。这本书的排版和图示设计也值得称赞，复杂的结构图和数据流图清晰明了，避免了阅读时产生“文本迷宫”的感觉，使得即便是首次接触内核级概念的读者也能保持高效的阅读节奏，对于那些追求高效吸收知识的专业人士来说，这绝对是一本值得反复研读的经典之作。

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我是一位在校计算机科学专业的大三学生，我的主要目标是为未来的研究生入学考试打下坚实的基础，同时确保我对核心概念的理解是全面且深入的。《计算机操作系统》这本书最大的优点在于其结构的完整性。它不仅仅是一本操作系统的教科书，它更像是一本关于“资源管理哲学”的著作。章节间的逻辑衔接非常自然，从硬件的抽象（中断、寄存器）到系统的宏观管理（进程、内存、文件），层层递进，没有出现知识断层。我特别欣赏作者在讲解页面置换算法时，不仅展示了理论上的最优算法（OPT），还着重分析了其在实际系统中的不可行性，进而引出了LRU、FIFO等实用算法的实用价值和局限性。这种“理想与现实的碰撞”的讲解方式，极大地增强了我学习的兴趣和批判性思维能力。另外，书中对于安全性和保护机制的论述，如特权模式和地址空间隔离，也让我对操作系统在维护系统稳定与安全中的核心地位有了更深刻的认识，为我后续学习网络安全和系统编程奠定了不可或缺的知识基石。

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