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出版者:中国电力出版社发行部

作者:戴维斯

出品人:

页数:660

译者:

出版时间:2007-1

价格:59.80元

装帧:简裝本

isbn号码:9787508346793

丛书系列:

图书标签:

• 计算机技术
• 英文原版
• 操作系统
• 计算机科学
• 基础教程
• 计算机原理
• 系统编程
• 内核
• 进程管理
• 内存管理
• 文件系统
• 虚拟化

深入探索：数据结构与算法的基石 本书聚焦于计算机科学的核心理论——数据结构与算法，旨在为读者构建坚实的计算思维框架。我们不涉及操作系统的具体实现细节，如内核态与用户态的切换、进程管理、内存分页机制或设备驱动的编程接口，而是深入剖析信息如何在计算机内存中组织和高效处理。 第一部分：数据组织的艺术——基础结构精讲 本部分将数据结构从最基本的形态逐步扩展到复杂、高效的组织形式。我们致力于教会读者如何根据不同的应用场景，选择最合适的“容器”来存放数据，以优化性能。 1. 线性结构的回顾与深化： 数组（Array）： 探讨固定大小数组的内存布局、时间复杂度和缓存局部性。我们会详细分析动态数组（如C++中的`std::vector`或Java中的`ArrayList`）在底层如何通过空间换时间策略实现自动扩容，包括何时发生数据拷贝的开销分析。 链表（Linked List）： 深入研究单向链表、双向链表以及循环链表的内部指针结构。重点将放在插入、删除操作的 $O(1)$ 优势，以及相比于数组在随机访问上的 $O(n)$ 劣势的根本原因——分散的内存地址。 栈（Stack）与队列（Queue）： 作为抽象数据类型（ADT），我们分析它们如何通过底层结构（数组或链表）实现“后进先出”（LIFO）和“先进先出”（FIFO）的原则。实例将侧重于表达式求值（中缀转后缀）和任务调度模拟。 2. 非线性结构的强大威力： 树（Tree）： 这是本书的核心章节之一。我们将从最基础的树形结构概念出发，详细讲解二叉树的遍历（前序、中序、后序），以及它们在递归和非递归实现中的差异。 二叉搜索树（BST）： 深入剖析其核心查找属性，并引出性能瓶颈——倾斜问题。 平衡树的引入： 重点介绍红黑树（Red-Black Tree）的五大性质和旋转操作（左旋、右旋），理解其如何保证最坏情况下的对数时间复杂度。同时，也会对比AVL树在平衡因子上的严格性。 堆（Heap）： 讲解最大堆和最小堆的构建过程（Heapify），以及它在实现优先队列（Priority Queue）中的高效性。 图（Graph）： 图论是解决网络、路径、依赖关系问题的关键。我们将系统介绍图的表示方法——邻接矩阵（Adjacency Matrix）和邻接表（Adjacency List），并讨论它们的优劣权衡（空间与时间开销）。 针对稀疏图和稠密图，应选择哪种表示法，会有详细的案例分析。 第二部分：效率的追求——算法设计与分析 本部分是关于“如何解决问题”的哲学探讨，关注算法的效率、正确性和设计范式。我们完全避开对操作系统内存管理（如虚拟内存、页面置换算法）的讨论。 3. 算法分析的量化语言： 渐进分析（Asymptotic Analysis）： 详细解释大 O 符号（$O$）、欧米茄符号（$Omega$）和小 theta 符号（$Theta$）的数学定义。通过具体的代码片段（如嵌套循环），推导其时间复杂度和空间复杂度。 常见复杂度等级的对比： 线性 $O(n)$、对数 $O(log n)$、多项式 $O(n^k)$ 和指数 $O(2^n)$ 的性能差异，并用图表直观展示其增长趋势。 4. 核心排序算法的深度比较： 排序是检验算法思想的试金石。我们将逐一实现并分析以下排序算法： 简单排序： 冒泡、选择、插入排序，分析其在小规模数据和基本有序数据时的适用性。 分治排序： 深入解析归并排序（Merge Sort）的稳定性、$O(n log n)$ 的保证，以及其对额外空间的要求。 快速排序（Quick Sort）： 重点讨论枢轴（Pivot）的选择策略（如随机选择、三数取中法）如何决定其实际性能，以及最坏情况的避免方法。 线性时间排序（非比较排序）： 介绍计数排序（Counting Sort）和基数排序（Radix Sort），它们在特定约束下的效率优势。 5. 解决复杂问题的编程范式： 贪心算法（Greedy Algorithms）： 讲解其核心思想——每一步都做出局部最优选择。通过活动选择问题（Activity Selection Problem）和霍夫曼编码（Huffman Coding）来展示其应用，并强调贪心算法并非总是能得出全局最优解。 动态规划（Dynamic Programming, DP）： 这是解决重叠子问题和最优子结构问题的利器。我们将详细讲解 DP 的核心——备忘录（Memoization）与表格填充（Tabulation）两种实现方式。经典案例包括斐波那契数列的优化计算、背包问题（0/1 Knapsack）和最长公共子序列（LCS）。 图搜索算法的应用： 广度优先搜索（BFS）： 如何使用队列实现，以及它在寻找无权图中的最短路径中的作用。 深度优先搜索（DFS）： 如何使用栈或递归实现，以及在连通性检测、拓扑排序（Topological Sort）中的应用。 最短路径算法： 详细推导 Dijkstra 算法的工作原理（何时更新距离，如何使用优先队列优化），以及处理带负权边的 Bellman-Ford 算法。 本书的全部内容都围绕着如何高效地组织和操作数据，以及如何设计出时间效率和空间效率最优的计算方案，完全侧重于抽象的算法理论和数据结构模型，与操作系统层面的资源调度、进程同步或文件系统管理等主题无关。每章后附有精心设计的编程练习，要求读者动手实现所学的数据结构和算法。

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我对这本书的期待，更多地体现在它能否在实际操作层面给予我一些启发。虽然“基础教程”这个书名暗示了理论的重要性，但作为一个希望能够将知识转化为实践的读者，我更希望这本书能够提供一些可操作的指导。比如，在讲解进程管理时，我希望能够看到如何通过命令行工具来观察和控制进程，如何编写简单的多线程程序；在内存管理方面，我希望能够了解一些内存检测工具的使用方法，以及如何优化内存使用。我尤其看重书中是否会涉及一些具体的系统调用（syscall）的讲解，以及这些系统调用在实际编程中是如何应用的。另外，我也对文件系统的部分非常感兴趣，希望能够了解如何进行文件权限的管理，如何进行文件系统的格式化和恢复等操作。如果书中能够提供一些调试的技巧和方法，帮助我分析程序运行过程中出现的错误，那就更好了。总而言之，我希望这本书不仅仅是知识的灌输，更能成为我学习和实践过程中的一个得力助手，让我能够真正地“玩转”操作系统。

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这本书对我来说，更像是一次与计算机灵魂对话的契机。我一直对隐藏在用户界面之下，那个默默运行的庞大系统充满敬畏和好奇。我希望这本书能够带我走进那个神秘的世界，让我看到硬件是如何被抽象和管理的，让我的应用程序不再只是孤立的存在，而是能够理解它们是如何与操作系统进行交互，如何共享资源，如何协同工作的。我期待书中能够描绘出操作系统作为硬件与软件之间桥梁的宏伟蓝图，让我能够理解每一个进程的诞生与消亡，每一次系统调用的意义，每一次 I/O 操作背后的复杂流程。更重要的是，我希望这本书能够培养我对操作系统设计的洞察力，让我能够从一个更高的维度去审视现有的系统，去思考如何能做得更好，如何能够更高效、更安全、更灵活。我希望这本书不仅仅是知识的传授，更能激发我对这个领域的热爱和探索精神，让我愿意花费更多的时间去深入了解它，去感受它作为计算机核心的魅力。

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这本书的封面设计得非常有吸引力，简洁而又不失专业感，一看就知道是关于计算机科学的领域。我当初选择它，很大程度上是被书名中的“基础”二字所吸引。我一直对计算机的底层运作原理非常好奇，但又觉得很多理论知识晦涩难懂，难以入手。这本书的书名精准地击中了我的痛点，让我觉得它能够成为我踏入操作系统世界的敲门砖。打开书页，纸张的质感也相当不错，触感温润，排版清晰，字体大小适中，读起来非常舒适，不会给眼睛带来过多的负担。我尤其喜欢它的章节划分，感觉逻辑性很强，从最基本的概念开始，循序渐进地深入到更复杂的知识点，这种设计对于初学者来说是非常友好的。我希望这本书能够系统地讲解操作系统的核心概念，比如进程管理、内存管理、文件系统等等，并且能够用通俗易懂的语言来解释这些复杂的原理。我还希望书中能够包含一些实际的案例分析，让我能够将理论知识与实际应用联系起来，加深理解。如果书中还能提供一些编程实践的例子，那就更完美了，这样我就可以动手尝试，真正地掌握操作系统的工作方式。总而言之，我期待这本书能够给我带来一次轻松愉快的学习体验，并真正地帮助我打下坚实的操作系统基础。

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当我第一次翻阅这本书时，最让我印象深刻的是其严谨的学术风格和详实的论证过程。书中的每一个概念都经过了细致的定义和解释，每一个理论都提供了清晰的数学模型或逻辑推理。这对于我这样喜欢深入探究事物本质的读者来说，无疑是一种极大的满足。我尤其欣赏作者在处理复杂概念时的耐心和细致，他能够将看似晦涩难懂的原理，通过层层剥茧的方式，展现在读者面前，让人在恍然大悟中获得知识的乐趣。我希望这本书能够在我对某个操作系统概念产生疑问时，能够提供权威的解答，并且能够引导我进行更深入的思考。例如，在讨论并发与并行时，我希望能够看到清晰的界定和不同场景下的应用；在谈到死锁的预防与避免时，我希望能够看到详细的算法分析和实际的解决方案。此外，书中对于操作系统发展历程的回顾和对未来趋势的展望，如果能够包含其中，那将更能展现其深度和广度，让我能够对整个领域有一个更宏观的认识，而不是仅仅局限于某个孤立的技术点。

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我购买这本书的初衷，是希望能够通过它来系统地梳理和巩固我对计算机系统架构的认识。虽然我已经在实际工作中接触过一些相关的概念，但总觉得有些零散，缺乏一个整体的框架。这本书的书名“基础教程”让我觉得它可能会提供一个非常好的切入点，帮助我搭建起一个完整的知识体系。我更看重的是书中能够提供深入的理论讲解，而不仅仅是停留在表面。我希望它能够详细地阐述各种操作系统的设计思想和实现机制，比如调度算法是如何工作的，内存是如何分配和回收的，文件系统是如何组织和管理的等等。当然，我也希望书中能够提供一些图示和流程图，来辅助理解，让抽象的概念变得更加直观。我不太喜欢那些只堆砌术语而缺乏解释的书籍，我希望这本书能够做到深入浅出，用严谨的学术语言来表达，但同时又能让非专业人士也能理解。我也希望这本书能够涵盖一些经典的操作系统，比如Unix、Linux，并分析它们的优缺点和设计哲学，这样我能够对不同的操作系统有更全面的认识。此外，如果书中能够推荐一些进一步学习的资源，或者对某些难点进行更深入的探讨，那对我来说将是非常有价值的。

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