高级语言程序设计模拟试题分析与解答 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:电子工业出版社

作者:姚庭宝

出品人:

页数:400

译者:

出版时间:2001-10-1

价格:25.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787505370401

丛书系列:

图书标签:

• 高级语言程序设计
• 模拟试题
• 考研
• 编程
• C语言
• 数据结构
• 算法
• 历年真题
• 复习资料
• 计算机

计算机科学前沿探索：从底层硬件到复杂系统的全景透视 本书籍旨在为读者提供一个广阔而深入的视角，审视现代计算机科学的多个关键领域，从微观的硬件架构到宏观的软件工程实践，再到新兴的计算范式。它不是对某一特定编程语言或考试技巧的解析，而是一部侧重于理解计算本质、算法设计哲学以及系统级思维构建的综合性读物。 第一部分：计算的基石——深入理解计算机体系结构与操作系统 本部分内容将带领读者追溯现代计算的根源，深入探讨决定软件性能和稳定性的底层硬件基础。 第一章：现代微处理器架构的演进与核心原理 我们将细致剖析指令集架构（ISA）的演变，重点关注RISC（精简指令集计算机）与CISC（复杂指令集计算机）的设计哲学及其对现代CPU性能的影响。内容将覆盖流水线技术、超标量执行、分支预测机制的内部工作原理。读者将学习如何从硬件层面理解“性能瓶颈”，并掌握分析CPU性能计数器的基本方法。此外，缓存一致性协议（如MESI）的详细介绍，将阐明多核系统中数据同步的复杂性与必要性。 第二章：内存管理与虚拟化技术 本章深入探讨操作系统如何抽象和管理物理资源。我们将详细解析内存的层次结构，从DRAM到NAND闪存的性能权衡。分页、分段机制的理论基础将被详尽阐述，特别是TLB（转换后援缓冲器）在加速地址翻译中的关键作用。对于虚拟化技术，本章会比较全虚拟化、半虚拟化与硬件辅助虚拟化（如Intel VT-x/AMD-V）的技术实现，解析Hypervisor的工作模式，以及容器技术（如cgroups和namespaces）如何在操作系统内核层面实现轻量级隔离。 第三章：并发、并行与同步机制 在多核时代，正确的并发编程是构建高性能系统的核心挑战。本章将超越简单的线程创建与销毁，专注于并发设计的深层问题。内容包括无锁数据结构（Lock-Free Data Structures）的设计原则，原子操作（Atomic Operations）在构建高性能同步原语中的应用。我们将分析死锁、活锁和饥饿问题的成因与避免策略，并引入内存模型（如C++ Memory Model或Java Memory Model）的概念，指导读者编写出在不同硬件架构上都能保证正确性的并行代码。 第二部分：算法的艺术与数据结构的精妙 本部分聚焦于计算思维的核心——如何高效地解决问题。我们不局限于特定语言的语法实现，而是探讨算法设计范式及其理论复杂度分析。 第四章：高级算法设计范式与复杂度理论 本章系统回顾并扩展了经典算法设计范式：分治法、贪心算法、动态规划。重点在于如何识别问题的最优子结构和重叠子问题，从而构建高效的递归关系式。篇幅将专门用于解析近似算法（Approximation Algorithms）在NP-Hard问题中的应用，例如旅行商问题（TSP）和集合覆盖问题的近似界限分析。同时，计算复杂性理论，如P、NP、NP-完全性等概念，将被严谨地引入，帮助读者区分哪些问题是可快速解决的，哪些问题只能依赖启发式方法。 第五章：图论算法的深度应用 图论作为建模复杂关系的首要工具，本章将探讨其前沿应用。除了最短路径算法（如Dijkstra和Floyd-Warshall）的优化外，内容将深入覆盖网络流理论（最大流/最小割），并将其应用于资源分配问题。我们将分析高效的图遍历算法（DFS/BFS）在深度优先搜索树、拓扑排序中的实际作用，并引入大规模图处理的并行化策略，如GraphLab或Pregel模型的概念框架。 第六章：概率性数据结构与流式计算 面对海量数据，精确存储和查询的成本过高。本章引入了概率性数据结构，如布隆过滤器（Bloom Filters）和Cuckoo Hashing，用于高效地进行成员测试和集合查询，并分析其误报率与空间效率的权衡。对于流式数据处理，我们将探讨Count-Min Sketch等结构，用于在单次遍历中估计元素频率，这是现代大数据系统中的关键技术。 第三部分：系统工程与软件架构的权衡艺术 本部分将视角提升至软件系统的设计与构建层面，探讨如何将理论知识转化为可扩展、可维护的工业级产品。 第七章：分布式系统设计原则 分布式计算的挑战在于局部失败与全局一致性的矛盾。本章详尽分析CAP定理、FLP不可能性，并以此为基础介绍一致性模型（如最终一致性、顺序一致性）。内容将重点解析分布式事务处理协议，如二阶段提交（2PC）的局限性与三阶段提交（3PC）的改进，以及更现代的共识算法，如Paxos和Raft，理解它们如何在网络分区和节点故障下维护系统状态的正确性。 第八章：可靠性、性能与可观测性工程 本章关注系统运行质量。我们将探讨可靠性工程（SRE）的核心指标，如SLO、SLA的制定与监控。在性能方面，我们将解析延迟剖析（Latency Profiling）的方法，区分系统延迟的各个组成部分（排队时间、执行时间）。对于可观测性，内容将涵盖指标（Metrics）、日志（Logging）和分布式追踪（Distributed Tracing）三要素的集成策略，以及如何利用这些数据来诊断复杂的微服务交互问题。 第九章：领域驱动设计与架构演化 本章侧重于大型软件的结构设计。我们将深入探讨领域驱动设计（DDD）的核心概念，如限界上下文（Bounded Context）、实体（Entities）和值对象（Value Objects），理解如何通过领域模型来驱动技术实现。此外，我们将对比单体架构、微服务架构、事件驱动架构（EDA）的优劣，并探讨如何进行平稳的架构演进，识别并重构“危房”（Code Smells and Design Sins）。 总结： 本书籍旨在培养读者系统性解决问题的能力，而非局限于特定工具的使用。它强调对计算原理的深刻理解，鼓励读者在面对复杂工程挑战时，能够从硬件基础、算法效率和系统架构的多个维度进行综合考量与权衡。阅读本书，将使你构建起一个坚实的理论框架，足以应对未来计算领域任何层面的技术革新与挑战。

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