Parallel Lisp Systems

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出版者:Chapman & Hall
作者:Chung-kwong Yuen
出品人:
页数:0
译者:
出版时间:1993
价格:0
装帧:
isbn号码:9780412455605
丛书系列:
图书标签:
  • 语言
  • 程序语言
  • Lisp
  • 并行计算
  • 函数式编程
  • 计算机科学
  • 编程语言
  • 分布式系统
  • 人工智能
  • 软件工程
  • 编译原理
  • 算法
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具体描述

《并行 Lisp 系统》 关于本书 本书深入探讨了构建和理解并行 Lisp 系统这一引人入胜的领域。我们旨在为读者提供一个全面的视角,从基础概念到高级实现技术,涵盖并行计算在 Lisp 环境中的应用。本书适合那些对函数式编程、语言设计、编译器技术以及高性能计算感兴趣的开发者、研究人员和学生。 本书内容概览 本书结构清晰,逻辑严谨,循序渐进地引导读者掌握并行 Lisp 系统的核心知识。 第一部分:并行计算基础与 Lisp 的契合 并行计算的演进与挑战: 我们首先回顾并行计算的历史,介绍多核处理器、分布式系统等硬件发展趋势,以及并行编程所面临的挑战,如数据竞争、死锁、负载均衡等。 函数式编程与并行性: 深入分析函数式编程范式(尤其是 Lisp)如何天然地支持并行性。我们将重点阐述纯函数、不可变数据结构、无副作用以及高阶函数等特性在简化并行程序开发中的关键作用。 Lisp 的历史与并行性的早期探索: 回顾 Lisp 语言的发展历程,介绍早期 Lisp 系统中为支持并行处理所做的尝试和概念,例如基于 Actor 模型或早期并发原语的设计。 第二部分:Lisp 并行模型的理论与实践 数据并行与任务并行: 详细阐述数据并行和任务并行这两种主要的并行计算模式。我们将通过 Lisp 的语言特性,例如列表操作、映射(map)、过滤(filter)等,来演示如何高效地实现数据并行。对于任务并行,我们将探讨如何通过创建独立的计算任务和管理它们之间的依赖关系来实现。 并发与并行:区分与统一: 清晰地区分并发(concurrency)和并行(parallelism)这两个概念,并探讨在 Lisp 环境下如何有效地利用它们。我们将介绍 Lisp 中实现并发的机制,如协程(coroutines)、异步编程模型,并分析这些模型如何为实现更高层次的并行提供基础。 Lisp 中的同步与通信机制: 探讨在共享内存和分布式内存环境中,Lisp 程序如何进行线程或进程间的同步和通信。我们将介绍诸如锁(locks)、信号量(semaphores)、消息队列(message queues)等经典同步原语,以及 Lisp 特有的更高级的抽象。 基于 Actor 模型和 CSP 的 Lisp 系统: 深入研究基于 Actor 模型(如 Erlang 或 Akka)和 Communicating Sequential Processes (CSP) 模型(如 Go 的 Goroutines)的并行 Lisp 系统。我们将分析这些模型的优势,并展示如何将其思想融入 Lisp 的设计中,以实现更健壮、可扩展的并发系统。 第三部分:Lisp 并行系统的实现技术 虚拟机与运行时系统: 探讨 Lisp 运行时系统在支持并行性方面的设计考量。我们将分析垃圾回收(garbage collection)在并行环境下的挑战与解决方案,以及如何设计高效的任务调度器(scheduler)来管理并行线程或进程。 编译器与代码生成: 分析 Lisp 编译器如何将高级的并行 Lisp 代码转换为高效的机器码或中间表示。我们将讨论编译器如何进行并行化分析(parallelism analysis)、自动向量化(auto-vectorization)、线程局部存储(thread-local storage)等优化。 共享内存与分布式内存并行: 详细阐述在共享内存(如多核 CPU)和分布式内存(如集群)环境下,Lisp 系统实现并行计算的具体技术。我们将介绍 MPI(Message Passing Interface)等分布式计算框架在 Lisp 中的应用,以及如何设计抽象层来屏蔽底层通信细节。 Lisp 方言的并行特性: 考察不同 Lisp 方言(如 Common Lisp, Scheme, Clojure)在支持并行性方面的独特性。我们将分析 Clojure 中对不可变数据结构和软件事务内存(Software Transactional Memory, STM)的强调如何简化了并发编程,以及 Common Lisp 的宏系统如何为构建自定义并行抽象提供强大支持。 第四部分:高级主题与未来展望 性能分析与调优: 提供实用的性能分析工具和技术,帮助读者识别 Lisp 并行程序的瓶颈,并进行有效的调优。我们将介绍性能剖析(profiling)、基准测试(benchmarking)以及相关的 Lisp 工具。 领域特定语言(DSL)与并行性: 探讨如何利用 Lisp 的宏系统构建领域特定语言,以简化特定并行计算任务的开发。我们将展示如何设计 DSL 来抽象复杂的并行算法,从而提高开发效率和代码可读性。 并行 Lisp 系统的应用案例: 通过具体的实际应用案例,展示并行 Lisp 系统在科学计算、大数据处理、人工智能、图形渲染等领域的强大威力。我们将分析这些案例的设计思路和实现细节。 未来趋势与研究方向: 展望并行 Lisp 系统的未来发展方向,包括与新兴硬件(如 GPU、FPGA)的结合,函数式并行编程模型的新进展,以及更智能的并行代码生成和优化技术。 本书的独特价值 理论与实践的完美结合: 本书不仅深入讲解并行计算的理论基础,还通过大量的 Lisp 代码示例,展示如何在实际 Lisp 项目中应用这些理论。 面向 Lisp 社区的深度探索: 专注于 Lisp 这一独特的语言环境,挖掘其在并行计算领域的潜力和优势。 清晰的结构与循序渐进的学习路径: 帮助读者从零开始,逐步建立对并行 Lisp 系统的全面理解。 前沿技术的介绍: 涵盖当前并行计算领域的热点技术和研究方向。 无论您是希望提升 Lisp 程序性能的开发者,还是对并行计算和函数式编程充满好奇的研究者,本书都将是您不可或缺的参考。我们相信,通过本书的学习,您将能够更好地理解、设计和实现高效的并行 Lisp 系统,并为应对未来计算挑战做好充分准备。

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读后感

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用户评价

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这本书的真正价值,我认为在于它对“抽象层次”的驾驭能力。很多技术书籍要么过于底层,沉溺于寄存器和内存布局的细节,让人望而却步;要么又过于高层,停留在概念的云端,缺乏落地的指导。而这本书,却能自如地在宏观的系统架构设计和微观的语言特性实现之间穿梭。例如,作者在分析某个特定 Lisp 方言的垃圾回收机制时,并没有简单地罗列算法名称,而是深入挖掘了其设计决策背后的哲学考量——即如何在“快速分配”和“准确回收”之间做出权衡,这直接影响了整个系统的响应延迟。这种由哲学根源追溯到具体工程实现的分析路径,使得读者不仅“知道”怎么做,更“理解”为什么这么做。读完后,我感觉自己对任何编程语言的设计哲学都有了一种更深一层的敬畏感,明白了优秀的代码库绝非偶然,而是深思熟虑的产物。

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这本书给我留下的最持久的印象,是它对“代码即文档”这一理念的极致贯彻。作者在书中引用的代码示例,无一不是经过精心打磨的,它们不仅是功能的载体,本身就是完美的教学范本。他很少使用大段的文字来解释一个复杂的设计,而是通过一个精心构造的、只有十几行的函数来实现核心逻辑的展示,然后辅以简短的注释点睛。这种“少即是多”的表达方式,让原本枯燥的编程概念焕发出生命力。我个人认为,这本书的价值不仅仅在于它传授了多少 Lisp 相关的知识,更重要的是,它成功地向读者展示了一种更高质量的思维表达方式——如何用最精炼、最少歧义的结构来描述一个复杂的现实世界问题。对于任何希望将自己的技术表达能力提升到新境界的资深开发者来说,这本书记载的不仅仅是技术,更是一种艺术。

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这本书,坦白讲,我在书店里翻到它的时候,心里是有点犯嘀咕的。封面设计那种略显复古的深蓝和银灰配色,总让我想起上世纪末那些厚重的技术手册,但内容本身却出乎意料地轻盈且富有洞察力。作者显然对现代软件架构有着极为深刻的理解,他并没有陷入早期编程语言那种固守己见的泥潭,而是以一种极为开阔的视角,审视了函数式编程范式在解决当代大规模并发问题上的潜力与局限。特别是他对于“惰性求值”在分布式计算环境下的性能权衡那一段论述,简直是醍醐灌顶。我过去总觉得,惰性求值像是一把双刃剑,处理不好就容易造成不可预测的内存爆炸,但这位作者通过一系列巧妙的案例,展示了如何通过引入轻量级的“意图标记”来精确控制求值时机,从而在保持函数式纯粹性的同时,实现了接近命令式语言的执行效率。这种在理论深度和工程实践之间找到黄金分割点的能力,是这本书最让我赞叹的地方。它不是一本教你如何写 Lisp 代码的入门书,而更像是一份关于构建下一代高性能、高可靠性系统的蓝图。

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阅读体验上,这本书的节奏感掌握得非常精妙,不像有些技术著作那样堆砌晦涩的术语,而是更像一位经验丰富的老工程师在娓娓道来他的心路历程。我尤其欣赏作者在探讨面向对象设计模式(OOP)时所采取的批判性态度。他没有全盘否定 OOP 的价值,而是犀利地指出了其在状态管理和副作用控制上的天然缺陷,并顺理成章地将讨论导向了更具表达力的系统设计哲学。他用一种近乎散文诗般的笔触,描述了如何将复杂系统的“不确定性”通过类型系统和强大的宏能力进行封装和消除。这种论述方式,极大地降低了技术概念的理解门槛,使得即便是对函数式编程领域接触不深的人,也能快速领会其核心思想。当读到关于“时间旅行调试”的那一章时,我甚至忍不住停下来,对照我手头正在处理的一个棘手的并发 bug,发现书中的方法论竟然可以直接套用,解决了困扰我多日的问题。这本书的实战价值远超其理论探讨的范畴。

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我必须承认,这本书的某些章节对于初学者来说可能略显吃力,它要求读者对计算理论至少有一定的基础认知。特别是关于“连续体”和“类型论”在系统建模中的应用部分,作者的论证链条非常长,需要反复阅读才能完全消化。但正是在这些“硬核”的章节里,我发现了它区别于市面上其他技术书籍的独特性。它不仅仅是在介绍一种技术,更是在塑造一种解决问题的思维模式。作者似乎在不断地挑战读者的认知边界,比如他提出了一种极为激进的观点:认为当前主流的微服务架构在本质上是一种对“分布式状态”的妥协,而非真正的解耦。他随后提供的替代方案,虽然在实施上需要极高的组织配合度,但其理论上的优雅性着实引人深思。这本书更像是一次智力上的探险,让你在迷失方向的同时,又不断被新的视野所吸引。

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