具体描述
《超越:简明学电脑入门》属于《超越》系列图书之一。《超越:简明学电脑入门》结合了用户实际的电脑应用需求，针对性地介绍了通过电脑可以实现的各种基础操作。主要内容包括电脑的基础知识、Windows XP的基本操作、工具软件Word和Excel的相关操作、常用软件的安装和使用、系统的休闲娱乐应用、使用浏览器上网、系统维护和病毒防护等，使读者对电脑的使用方法有更深刻的印象与理解，也使读者真正感受到从入门到精通的学习过程。
《超越:简明学电脑入门》内容翔实，结构合理，语言通俗易懂，将电脑应用中的一些常用工具的使用方法以案例形式表现出来，将其融合到各种实例中，以此来引导读者如何应用电脑，同时也使读者易于阅读理解，使电脑应用的学习变得更加实用。
编程与算法的精深殿堂：面向专业开发者的系统级程序设计 本书旨在为那些已经掌握了基础编程概念，并渴望深入理解现代计算机系统底层工作原理和高级算法设计的专业软件工程师、系统架构师以及计算机科学研究生提供一份详尽、深入且极具实践指导意义的参考手册。 本书不侧重于初学者入门知识的介绍，而是将焦点完全集中于那些决定软件性能、稳定性和可扩展性的核心技术领域。 第一部分：深度剖析操作系统内核与内存管理 本部分将带领读者穿透操作系统的抽象层，直面内核的复杂结构和工作机制。 第一章：现代操作系统内核架构的演进与比较 我们将详细比较微内核（如L4家族）、宏内核（如Linux的混合设计）以及混合型内核（如NT内核）的哲学思想、设计权衡及其在不同应用场景下的适用性。重点分析进程间通信（IPC）机制的效率优化，包括消息传递与共享内存的性能差异分析。 第二章：高级内存管理与虚拟化 本章深入探讨了现代CPU的内存管理单元（MMU）的工作流程，包括页表结构的多级缓存、TLB（转换后援缓冲器）的刷新策略以及其对程序性能的影响。我们将解析非均匀内存访问（NUMA）架构下的内存分配与回收算法，研究如何通过手动设置内存节点亲和性来规避跨节点访问的延迟。此外，虚拟内存的颠覆性技术——内存压缩（Memory Compression）和透明页级算术（Transparent Page Table Arithmetic）的实现细节也将被详尽剖析，并提供C/C++代码示例展示如何利用内核API进行精确的内存预取和锁定。 第三章：并发性、同步原语与无锁编程 本章是性能优化的核心领域。我们不仅会回顾传统的互斥锁、信号量和条件变量，更会聚焦于基于硬件的同步原语，如原子操作（CAS, Fetch-and-Add）的底层汇编指令映射。核心内容在于无锁（Lock-Free）和无等待（Wait-Free）数据结构的设计与实现。读者将学习如何利用Rcu（Read-Copy-Update）机制在Linux内核和高性能服务器中实现高吞吐量的并发访问。我们将深入研究伪共享（False Sharing）问题，并提供缓存行对齐（Cache Line Alignment）的实践指南，以优化多线程环境下的性能瓶颈。 第二部分：高性能计算与底层硬件交互 本部分专注于如何高效地利用现代处理器架构的全部潜力，实现接近硬件极限的程序性能。 第四章：指令集架构（ISA）与微架构优化 本章从硬件层面对x86-64和ARMv8架构进行深入解读。重点剖析乱序执行引擎（Out-of-Order Execution）的工作原理、寄存器重命名机制以及分支预测器的准确性对程序流的影响。读者将学习如何使用性能分析工具（如perf, VTune）精确诊断分支未命中（Branch Misprediction）和指令流失（Instruction Stall）。更进一步，我们将探讨SIMD（单指令多数据）编程，详细讲解SSE、AVX-512指令集的向量化能力，以及如何通过编译器内置函数（Intrinsics）或手写汇编来优化密集型数学运算。 第五章：编译原理与优化策略深度挖掘 本章的目标是将编译器视为性能调优的伙伴。我们将剖析LLVM/Clang和GCC的核心优化流程，包括常量折叠、死代码消除、循环展开、向量化循环的自动检测与转换。读者将学习如何阅读并理解编译器的中间表示（IR），并掌握LTO（链接时优化）的原理和局限性。通过定制化编译标志和属性（Attributes），读者可以引导编译器针对特定硬件拓扑生成最优代码。 第六章：I/O系统、异步模型与零拷贝技术 本书将超越标准的文件读写API，聚焦于高性能I/O。我们详细对比Epoll、Kqueue和IOCP等异步I/O模型的设计哲学，并分析它们在不同操作系统上的性能曲线。核心内容将集中于零拷贝（Zero-Copy）技术的实现，包括`sendfile()`、`splice()`的内部机制，以及在网络传输中如何避免数据在内核态和用户态之间的不必要复制。我们还将探讨基于SPDK（Storage Performance Development Kit）的用户态存储栈，用于构建超低延迟的存储服务。 第三部分：分布式系统中的一致性与容错设计 本部分面向构建大规模、高可用的分布式服务。 第七章：强一致性模型与共识算法的实践应用 本章深入探讨分布式系统中的核心难题：状态一致性。我们将详尽解析Paxos算法的完整协议、领导者选举过程及其优化版本。重点会放在Raft协议的三个核心阶段：日志复制、安全性和成员变更。读者将通过构建一个简化的、基于Raft的键值存储系统，理解如何处理网络分区（Network Partitioning）和消息延迟对一致性的冲击。 第八章：分布式事务与隔离级别 本章超越了数据库层面，探讨跨服务边界的事务处理。我们将分析两阶段提交（2PC）和三阶段提交（3PC）的优缺点，并重点研究Saga模式作为柔性事务的替代方案。关于数据库隔离级别的讨论，我们将从理论模型（如快照隔离、可串行化）出发，结合PostgreSQL和CockroachDB等现代数据库的MVCC（多版本并发控制）实现细节，讲解事务冲突的检测与解决策略。 第九章：故障注入、弹性设计与服务韧性 构建弹性系统要求主动测试系统的失败点。本章介绍混沌工程（Chaos Engineering）的理论基础和实践工具。我们将探讨如何设计幂等性（Idempotency）操作以安全地重试失败请求。此外，系统的容错设计将涵盖超时（Timeouts）与重试策略（Backoff Algorithms）的科学选择、熔断器（Circuit Breakers）的实现以及分布式追踪系统（如OpenTelemetry）在诊断跨服务延迟时的关键作用。 --- 本书假设读者已经熟练掌握至少一门系统级语言（如C、C++或Go），并且对数据结构、基本算法和计算机网络原理有扎实的理解。全书旨在提供“为什么”和“如何”的深度解释，为读者构建下一代高性能、高可靠的计算基础设施提供坚实的理论基石和前沿的技术视野。
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