计算机组成与体系结构 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:机械工业出版社

作者:宋宜斌

出品人:

页数:276

译者:

出版时间:2009-8

价格:29.80元

装帧:

isbn号码:9787111269380

丛书系列:

图书标签:

• 计算机组成原理
• 计算机体系结构
• 数字逻辑
• 汇编语言
• 计算机硬件
• CPU
• 存储器
• 输入输出
• 系统设计
• 性能优化

《算法的艺术：从原理到实践的深度探索》 这本书并非探讨计算机硬件的构造与设计，也并非着眼于系统指令的执行流程。相反，它将带您踏上一段穿越抽象世界，揭示逻辑之美的旅程——一场关于算法的深度探索。 核心内容概述： 本书旨在系统性地梳理算法的设计思想、分析方法以及在不同场景下的应用。我们将从基础概念出发，逐步深入到复杂的算法范式，并通过详实的数学证明和直观的图示，帮助读者建立起坚实的算法理论基础。同时，本书极其注重算法的实践性，通过大量的伪代码和实际编程示例，引导读者将理论知识转化为解决实际问题的能力。 第一部分：算法基础与分析 算法的本质与属性： 我们将首先明确什么是算法，它应具备的五个基本属性：有限性、确定性、可行性、输入与输出。通过生动的小例子，阐释这些属性的重要性，例如如何设计一个高效的排序算法，或者一个可靠的搜索算法。 算法效率的度量： 时间复杂度与空间复杂度是衡量算法性能的基石。本书将深入讲解大O记法，并提供一套系统性的方法来分析各种基本操作（如赋值、比较、算术运算）的时间消耗，从而准确估算算法在不同规模输入下的执行时间。我们会用图表和表格的形式，直观地展示不同增长趋势函数（如 O(1), O(log n), O(n), O(n log n), O(n^2) 等）的性能差异，帮助读者理解“效率”的真正含义。 几种经典的分析技术： 除了直接计数外，我们将介绍数学归纳法、主定理（Master Theorem）等更高级的分析工具，用于解析递归算法和分治算法的时间复杂度。例如，如何用主定理分析快速排序或归并排序的效率。 第二部分：核心算法范式与设计策略 蛮力法（Brute Force）： 从最简单直接的解决方案入手，理解问题本质，并认识到其局限性。例如，朴素的字符串匹配算法。 分治法（Divide and Conquer）： 将复杂问题分解为更小的、相似的子问题，分别解决后再合并结果。我们将详细剖析归并排序、快速排序、二分搜索等经典分治算法，并探讨其递归结构和效率提升的关键。 动态规划（Dynamic Programming）： 针对具有重叠子问题和最优子结构的问题，通过存储子问题的解来避免重复计算。本书将通过背包问题、最长公共子序列、矩阵链乘法等经典案例，系统地讲解动态规划的“状态定义”、“状态转移方程”和“边界条件”的设计思路。 贪心法（Greedy Approach）： 在每一步选择局部最优解，期望最终得到全局最优解。我们会用活动选择问题、霍夫曼编码等例子，说明贪心法的适用场景和设计原则，并讨论其何时失效。 回溯法（Backtracking）与分支限界法（Branch and Bound）： 针对搜索问题，通过系统地探索解空间，并利用剪枝策略来优化搜索过程。我们将重点讲解八皇后问题、数独求解等回溯算法的实现，并介绍分支限界法在旅行商问题等优化问题中的应用。 第三部分：图算法与数据结构 图的表示与遍历： 邻接矩阵、邻接表等图的存储方式，以及深度优先搜索（DFS）和广度优先搜索（BFS）两种基本的图遍历算法，并阐述它们在连通性判断、最短路径初步探索等方面的应用。 最短路径算法： Dijkstra算法（单源最短路径，非负权边）、Bellman-Ford算法（单源最短路径，可处理负权边）以及 Floyd-Warshall算法（所有顶点对最短路径）。我们会详细推导算法的原理，并通过实例演示其执行过程。 最小生成树算法： Prim算法和Kruskal算法，用于构建连通图中权值之和最小的生成树。我们将对比这两种算法的实现方式和效率。 拓扑排序： 针对有向无环图（DAG），按照节点之间的依赖关系进行排序。 第四部分：高级算法主题与应用 字符串匹配算法： 除了蛮力法，还将深入讲解KMP（Knuth-Morris-Pratt）算法和Boyer-Moore算法，以及它们在文本检索、模式识别等领域的强大威力。 近似算法与概率算法： 在NP-hard问题难以求解时，如何设计近似算法以获得可接受的解决方案。介绍一些随机化算法的思想，如Monte Carlo方法。 算法复杂度理论初步： P类问题、NP类问题、NP-完全问题等概念的介绍，以及NP-hard问题的概念。理解算法的可解性边界。 算法工程与优化： 除了理论分析，还会探讨实际编程中的常见优化技巧，例如缓存友好性、编译器优化等，以及如何选择合适的数据结构来提高算法的整体性能。 本书的独特之处： 严谨的数学证明： 对于每一个算法，我们都力求提供清晰、严谨的数学证明，确保读者理解其正确性和最优性。 丰富的图示与可视化： 大量精心设计的图示和流程图，将抽象的算法步骤可视化，帮助读者更直观地理解算法的运行过程。 实践导向的编程示例： 所有的算法都配有伪代码和多种主流编程语言（如Python, Java, C++）的实现示例，鼓励读者动手实践，检验理论。 循序渐进的难度： 内容组织上，从基础到高级，难度循序渐进，适合初学者入门，也为有经验的开发者提供深入的参考。 《算法的艺术》将为您打开一扇通往高效、优雅解决问题的大门，让您在信息科学的广阔天地中，掌握分析和设计算法的核心能力。无论您是计算机科学的学生、软件工程师，还是对算法充满好奇的探索者，都能从中获益匪浅。

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**评价三** 《计算机组成与体系结构》这本书，简直是为我这种对计算机“知其然，不知其所以然”的读者量身定做的。我一直很好奇，为什么有些程序运行得飞快，而有些则慢得像蜗牛，看完这本书才明白，这和CPU的设计、内存的访问速度、甚至指令的优化都有着千丝万缕的联系。作者对于指令集架构的讲解尤其到位，让我理解了RISC和CISC两种不同设计哲学背后的权衡和考量。读到关于I/O设备接口的部分，我才了解到，我们平常使用的键盘、鼠标、显示器，它们与CPU之间是怎么通信的，又是如何被操作系统管理和调度的。书中的内容深入浅出，即便是像中断、DMA这样相对复杂的技术，作者也用非常清晰的逻辑和图示进行解释，让我能够逐步构建起完整的计算机工作模型。总而言之，这本书不仅仅是关于硬件的堆砌，它更是关于如何将这些硬件巧妙地组织起来，以最高效的方式完成计算任务的智慧结晶。读完之后，我感觉自己看待计算机的角度都变了，从一个单纯的使用者，变成了一个对背后运作原理充满好奇和理解的“半个内行人”。

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**评价二** 拿到《计算机组成与体系结构》这本书，我原本以为会是一本枯燥的技术手册，但出乎意料的是，它以一种非常引人入胜的方式，将计算机的“心脏”——CPU，以及它工作的方方面面展现在我眼前。书中的叙述节奏把握得很好，既有严谨的学术深度，又不乏通俗易懂的讲解。尤其是在讲解CPU的流水线技术时，作者用了一个非常贴切的比喻，将复杂的指令执行过程比作生产线上的流水作业，让我瞬间就理解了指令并行执行能带来效率飞跃的原因。内存管理的部分也让我大开眼界，缓存、虚拟内存这些概念，原本只是知道它们存在，读完这本书才知道它们是如何通过硬件和软件的巧妙配合，来解决物理内存限制和提高访问速度的。而且，书中不仅仅停留在理论层面，还穿插了大量实际的计算机体系结构实例，比如一些经典的处理器的设计思路，这让我在学习理论的同时，也能感受到这些理论是如何在现实世界中被应用的，非常有启发性。这本书让我觉得，了解计算机底层原理，就像是掌握了打开更多技术大门的钥匙，感觉未来有更多的可能性可以去探索。

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**评价四** 不得不说，《计算机组成与体系结构》这本书的内容让我收获颇丰，但同时也给我带来了新的思考。在深入了解CPU的各种工作模式和指令流水线之后，我更加理解了为什么摩尔定律的失效会成为一个普遍关注的问题，以及当前计算机体系结构研究的热点方向。书中关于并行计算和多核处理器的讲解，让我看到了计算机性能提升的另一种可能，也让我认识到，未来的计算机发展将越来越依赖于软件和硬件的协同优化。我特别喜欢书中对不同存储器层级（寄存器、缓存、主存、外存）的分析，清晰地阐述了它们在速度、容量和成本上的差异，以及它们是如何共同构成一个高效的数据访问体系。此外，书中对于总线和互连技术的介绍，也让我理解了不同组件之间信息传递的瓶颈和优化策略。虽然有些章节需要反复阅读和琢磨，但每一次的深入理解都让我感觉自己的知识体系更加扎实，对计算机的整体架构有了更宏观的把握。这本书的价值在于，它不仅仅教会了我“是什么”，更教会了我“为什么”以及“如何做得更好”。

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**评价五** 《计算机组成与体系结构》这本书，绝对是一本值得反复研读的宝藏。作者在梳理计算机体系结构这条庞大而复杂的脉络时，展现了极高的功力。我尤其欣赏书中对于不同抽象层次之间关系的描绘，从二进制的逻辑门到高级语言的代码，中间经历了多少次的转换和抽象，这本书都给出了清晰的指引。在学习中断处理和异常机制时，我才意识到，原来计算机在运行时，时刻都在处理各种突发事件，而这些机制的健壮性直接关系到系统的稳定性和安全性。书中的案例分析，比如经典计算机体系结构的演变，让我看到了技术发展的历史进程，也为我理解当前各种新兴的计算模式提供了历史的视角。对于我来说，这本书最大的价值在于，它提供了一个统一的框架，让我能够将之前零散的计算机知识点串联起来，形成一个有机的整体。读完之后，我不再仅仅是把计算机当作一个工具，而是将其视为一个由无数精妙设计和复杂互动构成的奇妙系统。这本书的深邃内容，足以让我沉浸其中，不断探索和学习。

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**评价一** 这本《计算机组成与体系结构》真的是把我对底层硬件的认识彻底打开了！之前总是觉得电脑就是个黑盒子，敲下键盘，屏幕上就出现字，程序就运行起来。但这本书，就像一个经验丰富的工程师，一步一步地解剖了我们习以为常的“魔法”。从最基础的二进制、逻辑门开始，作者非常耐心地讲解了它们是如何构建起更复杂的电路，比如加法器、寄存器，再到CPU的核心部件，如ALU、控制器。让我印象最深刻的是关于指令集的部分，原来我们敲击的代码，最终都会被翻译成CPU能够理解的机器指令，而指令的种类、格式，甚至执行的顺序，都直接影响着程序的效率。书中大量的图示和流程图，让抽象的概念变得直观易懂，像是给我画了一张计算机的“解剖图”，让我能清晰地看到各个部件是如何协同工作的。读完，我再看电脑运行时风扇呼呼转动，或者程序加载时进度条缓慢爬升，都会觉得背后有了扎实的理论支撑，不再是无意义的等待，而是无数精巧设计在高效运转的体现。这本书让我对“计算”这件事有了全新的敬畏感，也激发了我深入研究操作系统和编译原理的兴趣。

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