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出版者:东南大学出版社

作者:泰特

出品人:

页数:198

译者:

出版时间:2007-8

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787564107673

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《数字时代的深度学习与算法构建》 书籍简介 在信息爆炸与计算能力飞速发展的今天，数据已成为驱动社会进步的核心引擎。本书《数字时代的深度学习与算法构建》并非一本聚焦于特定技术框架或应用领域的指南，而是一本旨在为读者构建坚实理论基础、洞察前沿技术脉络，并掌握从零开始设计与实现复杂智能系统的深度技术著作。本书的目标是培养读者成为真正理解“机器如何学习”的构建者，而非仅仅是API的使用者。 第一部分：基础理论的重塑与拓维 本书首先从最根本的数学和统计学原理出发，对当前深度学习领域赖以生存的基石进行一次彻底的、深入的梳理和重构。我们深知，许多教材往往草草带过，导致读者在面对模型失效或性能瓶颈时束手无策。 第一章：概率论与信息论的现代解读 本章将超越传统的概率分布描述，重点探讨高维空间中的概率几何。我们将详细解析变分推断（Variational Inference, VI）的理论深度，阐述如何将其应用于复杂的隐变量模型中。此外，信息论部分将聚焦于互信息（Mutual Information）在特征选择与模型可解释性中的应用，并通过最大化互信息（Maximum Mutual Information, MMI）的优化路径，揭示序列模型中上下文依赖性的量化方法。我们将用严谨的数学语言推导KL散度在生成模型（如VAE）中的核心作用及其在近似过程中引入的偏差分析。 第二章：优化算法的底层逻辑与非凸优化 现代深度学习的成功，在很大程度上依赖于高效的优化器。本章将摒弃对SGD、Momentum的简单介绍，转而深入探究自适应学习率方法（如AdaGrad、RMSProp的演进）背后的牛顿法和拟牛顿法的思想。核心内容在于剖析L-BFGS（Limited-memory Broyden–Fletcher–Goldfarb–Shanno）算法在处理大规模稀疏梯度问题时的有效性。更重要的是，我们将花费大量篇幅讨论非凸优化的理论边界，包括鞍点（Saddle Points）的几何特性、检测方法，以及如何设计具有鞍点逃逸机制的优化策略，以保证模型能够有效收敛到具有良好泛化能力的结果。 第三部分：构建高效能神经网络架构 本部分将系统性地拆解当前主流神经网络结构的核心创新点，并引导读者理解其设计背后的计算效率和信息流动的权衡。 第三章：卷积网络（CNNs）的几何洞察与空间不变性 我们不会止步于介绍AlexNet或ResNet的结构。本章将深入探讨群论在卷积操作中的体现，解释平移不变性（Translational Invariance）的数学基础。随后，我们将详细分析空洞卷积（Dilated Convolutions）如何扩展感受野而不增加计算复杂度，并推导组卷积（Grouped Convolutions）与深度可分离卷积（Depthwise Separable Convolutions）在模型轻量化中的效率增益的精确计算。此外，还将探讨神经形态计算中对局部连接性的模仿，及其在边缘设备上的优化潜力。 第四章：循环网络（RNNs）的记忆机制与长程依赖的克服 传统的RNN因梯度消失/爆炸问题而受限。本章将对长短期记忆网络（LSTM）和门控循环单元（GRU）的内部结构进行晶体管级别的解析，重点关注遗忘门、输入门和输出门的非线性变换如何精确控制信息流的累积与遗忘。我们还会引入更先进的循环注意力机制，探讨如何用更线性的注意力计算来替代昂贵的循环结构，以解决序列处理中的并行化难题。 第五章：自注意力机制的原理与Transformer的通用化 Transformer架构的出现标志着序列建模的范式转移。本章将深入解析Scaled Dot-Product Attention的数学推导，并阐述多头注意力（Multi-Head Attention）如何通过学习不同的表示子空间来增强模型的表达能力。本书的重点在于稀疏化Transformer的探索，包括Longformer和Reformer中为解决 $O(N^2)$ 复杂度瓶颈所采用的局部敏感哈希（LSH）或可逆层技术。我们将指导读者如何根据输入数据的特性，设计定制化的注意力掩码（Attention Mask）以优化特定任务的性能。 第三部分：生成模型与对抗性学习的前沿探索 本部分聚焦于模型“创造”与“判别”的能力，这是迈向通用人工智能的关键步骤。 第六章：变分自编码器（VAEs）与潜空间（Latent Space）的几何操控 本书对VAE的讨论将超越简单的重参数化技巧。我们将重点分析贝叶斯优先分布（Prior Distribution）的选择对生成样本质量的决定性影响。关键内容包括$eta$-VAE中如何解耦表示，以及对抗性正则化在改善VAE重构质量上的应用。读者将学习如何通过操纵潜空间的特定维度，实现对生成数据的可控语义编辑。 第七章：生成对抗网络（GANs）的稳定性与模式崩溃的根治 GANs的训练以其不稳定性而臭名昭著。本章将全面剖析WGAN（Wasserstein GAN）及其改进（如WGAN-GP）中对Lipschitz连续性的约束如何稳定训练过程。我们将深入研究谱归一化（Spectral Normalization）在判别器中的作用机理，并探讨条件生成（Conditional Generation）下，如何设计高效的条件输入机制来引导生成过程，以避免模式崩溃（Mode Collapse）的发生。 第八章：扩散模型（Diffusion Models）的随机微分方程视角 扩散模型是当前生成领域最炙手可热的技术。本书将从随机微分方程（SDE）的角度来理解前向（加噪）和反向（去噪）过程。我们将推导分数匹配的思想，并详细解释噪声条件得分网络（Noise Conditional Score Network, NCSN）的训练目标。重点内容包括如何利用概率流常微分方程（Probability Flow ODE）将采样过程转化为确定性路径，从而实现更快速、更高质量的样本生成。 第四部分：模型部署、可解释性与工程实践 第九章：模型量化、剪枝与边缘部署策略 构建出高性能模型只是第一步，高效部署是实现价值的关键。本章将详细介绍权重剪枝（Pruning）的结构化与非结构化策略，并对比知识蒸馏（Knowledge Distillation）在加速小型模型方面的有效性。对于量化（Quantization），我们将深入探讨后训练量化（Post-Training Quantization, PTQ）和量化感知训练（Quantization-Aware Training, QAT）的内在差异，以及如何针对INT8甚至更低比特进行硬件友好的模型重构。 第十章：可解释性（XAI）的量化评估与因果推断 在AI系统日益关键的背景下，理解“为什么”变得至关重要。本章将系统性地介绍归因方法，包括梯度相关的技术（如Grad-CAM的局限性）和基于扰动的技术（如SHAP值）。更深层次的探讨将聚焦于因果推断在模型决策中的应用，如何区分相关性与因果性，并利用反事实解释（Counterfactual Explanations）为模型提供具有操作性的可信度证明。 本书面向具有扎实编程和高等数学基础的工程师、研究人员及高级学生，旨在提供一个全面、深入、注重底层原理的知识体系，使用户能够驾驭数字时代的复杂智能构建挑战。

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在分布式系统日益普及的今天，消息队列已经成为解耦服务、异步处理和削峰填谷的关键技术。《Spring程序高手秘笈》对于Spring与消息队列的整合，给予了非常系统和深入的讲解，这对于我这样的开发者来说，无疑是一笔宝贵的财富。书中涵盖了对RabbitMQ、Kafka等主流消息中间件的集成，并详细阐述了Spring AMQP和Spring for Apache Kafka等核心抽象。 让我感到受益匪浅的是，书中不仅仅是演示了如何发送和接收消息，而是深入剖析了Spring如何通过`RabbitTemplate`和`KafkaTemplate`来简化消息的发送，以及如何利用`@RabbitListener`和`@KafkaListener`等注解来实现消息的异步消费。更让我惊叹的是，书中还详细讲解了消息的持久化、消息的顺序性保证、消息的幂等性处理以及死信队列（Dead Letter Queue）等概念，并提供了相应的解决方案。它通过实际案例，演示了如何利用消息队列来实现订单处理的异步化，如何进行用户注册的削峰填谷，以及如何构建分布式任务调度系统。这本书让我对Spring与消息队列的结合有了更深刻的理解，能够更自信地设计和实现基于消息驱动的分布式系统。

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随着微服务架构的广泛应用，服务间的通信和协调变得愈发重要。在《Spring程序高手秘笈》之前，我对RESTful API的开发已经比较熟悉，但在处理更复杂的分布式场景时，总觉得欠缺一些更高级的工具和方法。《Spring程序高手秘笈》在服务通信这块的内容，可以说是给了我一次“醍醐灌顶”的体验。它不仅详细介绍了Spring Cloud中各种通信模式的优缺点，还深入讲解了Feign的声明式服务调用，以及如何利用Ribbon进行客户端负载均衡。 让我印象深刻的是，书中对Spring Cloud Gateway的讲解，它不仅仅是简单地介绍了一个API网关，而是深入剖析了Gateway的路由规则、过滤器链以及断言的灵活运用。它通过实际案例，演示了如何利用Gateway实现服务的聚合、请求的鉴权、流量的限流以及日志的统一收集。更让我觉得“秘笈”之处在于，书中还提到了在分布式场景下，如何处理事务，如何进行服务降级和熔断，以及如何利用Spring Cloud Sleuth进行分布式链路追踪，这些都是构建健壮可靠的微服务系统不可或缺的关键技术。这本书让我对Spring Cloud在服务通信和治理方面的能力有了全新的认识，能够更自信地设计和实现复杂的微服务系统。

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我一直认为，Spring的强大之处在于它能够将各种技术栈无缝地整合在一起，而数据访问层是其中最核心也是最容易出现性能瓶颈的部分。在《Spring程序高手秘笈》之前，我对Spring JDBC和MyBatis的使用都比较熟悉，但总觉得在某些复杂场景下，性能优化做得不够到位，或者说，不知道如何更好地利用Spring来管理事务和连接池。《Spring程序高手秘笈》在这方面给了我太多的惊喜。它不仅详细讲解了Spring JDBC的各种用法，比如`JdbcTemplate`的高级特性，还深入剖析了Spring如何通过`DataSourceTransactionManager`来管理声明式事务。 令我尤为印象深刻的是，书中关于Spring Data JPA的讲解。它没有仅仅停留在CRUD的层面，而是深入到JPA的实体映射、QueryDSL的优雅查询、分页和排序的处理，以及如何利用Spring Data JPA来构建复杂的数据访问逻辑。让我茅塞顿开的是，书中还分析了JPA的延迟加载和立即加载策略对性能的影响，以及如何通过FetchType来优化查询。最让我觉得“秘笈”之处在于，书中还提到了在某些高并发场景下，如何结合Spring Cache和JPA来实现更高效的数据缓存策略，以及如何使用Spring的`@Transactional`注解来精细控制事务的传播行为和隔离级别。这些内容让我对数据访问层有了更深层次的理解，也为我解决实际项目中遇到的性能问题提供了宝贵的思路。

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我一直觉得，做技术，尤其是Spring这种庞大而灵活的框架，最难的就是如何让代码“活”起来，而不是一堆死板的API调用。很多时候，我们能够写出功能正常运行的代码，但要做到优雅、高效、易于维护，那就需要对框架的底层有更深的理解。《Spring程序高手秘笈》恰恰在这方面给了我巨大的启发。它在讲解Spring AOP时，并没有止步于静态代理和动态代理的简单介绍，而是深入探讨了Spring AOP的实现原理，包括 AspectJ 的概念、通知（Advice）的类型，以及最重要的——Spring AOP是如何利用JDK动态代理和CGI动态代理（虽然在Spring 5之后 CGI动态代理的实现有所改变，但其原理依然是理解Spring AOP的关键）来实现织入（Weaving）的。 书中通过一个实际的业务场景，演示了如何通过AOP实现日志记录、事务管理、权限控制等横切关注点。我印象特别深刻的是，它讲解了如何利用 `@Around` 通知来精细地控制方法的执行流程，包括如何在方法执行前、执行后以及发生异常时进行相应的处理。更让我惊叹的是，书中还提到了Spring AOP在处理Bean属性注入时的巧妙运用，以及如何通过AOP来简化Spring MVC中的 Controller 逻辑。这些细节往往是开发者在实际工作中遇到的痛点，而这本书提供了非常清晰且实用的解决方案，让我对AOP的使用有了全新的认识，不再是仅仅停留在“知道有这么回事”的层面，而是能够灵活地运用它来优化代码结构。

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谈到Spring框架，就不得不提其强大的依赖注入（DI）和面向切面编程（AOP）能力，而《Spring程序高手秘笈》在这两个核心概念的讲解上，可以说是达到了登峰造极的地步。对于依赖注入，书中不仅仅是简单地讲解了`@Autowired`和`@Resource`，而是深入剖析了Spring IoC容器的创建过程，包括BeanDefinition的加载、Bean的实例化、属性的注入，以及Bean的初始化和销毁。 它用非常生动形象的比喻，将IoC容器比作一个高效的“大管家”，能够根据需求为各个组件提供所需的“资源”（依赖）。我尤其欣赏书中关于`@Qualifier`和`@Primary`注解的深入讲解，它帮助我理解了在存在多个相同类型的Bean时，如何精确地选择所需的Bean，以及如何通过`@Primary`来指定默认的Bean。在AOP方面，书中更是将动态代理的原理讲得透彻，并结合实际场景，演示了如何利用AOP来实现日志记录、事务管理、权限控制等横切关注点。让我印象深刻的是，书中还提到了AOP在Spring MVC和Spring Data JPA中的应用，以及如何通过AOP来简化代码，提高可维护性。这本书让我彻底摆脱了对Spring DI和AOP的模糊认识，真正理解了其背后的设计哲学和实现机制，能够将其运用到更复杂的场景中。

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我一直坚信，一个优秀的开发者，不仅要会写代码，更要懂运维，尤其是在云原生时代，对Spring Boot应用的部署、监控和优化至关重要。《Spring程序高手秘笈》在这方面的内容，可以说是我近期阅读过的书籍中最实用的。它没有回避Spring Boot应用在生产环境中所面临的各种挑战，而是从部署、监控、安全、性能调优等多个维度，提供了详尽的指导。 书中关于Spring Boot Actuator的讲解，让我对应用的健康检查、指标暴露、环境信息等有了更全面的认识。它详细介绍了如何利用Actuator来监控应用的运行状态，如何通过HTTP端点来管理应用，以及如何自定义Actuator的端点来暴露业务相关的指标。让我觉得眼前一亮的是，书中还探讨了Spring Boot应用的Docker化部署，包括如何编写Dockerfile，如何构建镜像，以及如何在Kubernetes等容器编排平台中部署Spring Boot应用。在性能调优方面，书中提供了很多具体的技巧，例如如何优化JVM参数、如何配置连接池、如何利用Spring Cache来提升响应速度，以及如何进行性能分析和瓶颈定位。最让我感到“宝藏”的是，书中还涉及了Spring Boot应用的安全性加固，包括如何配置HTTPS、如何进行身份认证和授权，以及如何防范常见的Web安全攻击。这本书让我不再害怕将Spring Boot应用部署到生产环境，而是能够以更从容、更专业的心态去面对。

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对于任何一个Java开发者而言，Spring框架的出现无疑是开发效率的一次飞跃。然而，要真正成为Spring领域的“高手”，就不能仅仅停留在API的调用层面，而需要对其底层原理有深刻的理解。《Spring程序高手秘笈》恰恰满足了这一需求。它从Spring的IoC容器设计哲学出发，层层深入，剖析了Bean的生命周期、依赖注入的实现机制、AOP的原理以及Spring MVC请求处理流程等核心概念。 我尤其欣赏书中关于Spring事务管理的讲解，它不只是简单地讲解了`@Transactional`注解，而是深入分析了Spring如何通过AOP来实现声明式事务，以及事务传播行为和隔离级别的选择对系统性能和一致性的影响。让我受益匪浅的是，书中还对Spring Boot的自动配置原理进行了详细的剖析，解释了Spring Boot是如何在不侵入代码的情况下，为我们提供丰富的开箱即用功能。最让我感到“如获至宝”的是，书中还涉及了Spring框架的一些不为人知的“黑魔法”，比如如何通过BeanPostProcessor来扩展Spring的功能，以及如何在Spring框架内部进行一些高级的定制。这些内容对于我理解Spring的强大之处，并将其灵活运用于实际开发中，起到了至关重要的作用。这本书让我对Spring的理解不再是停留在表面，而是能够真正地“玩转”Spring。

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微服务架构已经成为了当今软件开发的主流趋势，而Spring Cloud作为Spring生态系统中构建微服务不可或缺的一部分，其重要性不言而喻。《Spring程序高手秘笈》在Spring Cloud部分的讲解，可以说是我见过最系统、最深入的。它从Spring Cloud的核心组件入手，比如服务注册与发现（Eureka、Consul）、服务消费（RestTemplate、Feign）、服务网关（Zuul、Gateway）、熔断器（Hystrix、Sentinel）、配置中心（Config Server）等等，都进行了非常详尽的介绍。 我特别欣赏书中在讲解Eureka时，不仅说明了它的基本工作原理，还深入探讨了Eureka的自我保护机制、客户端心跳检测等细节，以及这些机制如何保证了微服务的高可用性。在服务消费方面，书中对Feign的讲解尤为精彩，它展示了如何通过声明式的API来调用远程服务，并且深入解析了Feign的底层实现，包括其拦截器、编码器、解码器等组件的作用。让我感到受益匪浅的是，书中还结合实际案例，讲解了如何在微服务之间进行有效的通信，如何处理分布式事务，以及如何利用Spring Cloud Sleuth进行分布式链路追踪，这对于排查微服务间的故障至关重要。这本书让我不再对微服务感到畏惧，而是能够自信地构建和维护复杂的微服务系统。

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在现代Java开发中，Spring MVC已经成为构建Web应用程序的事实标准。虽然市面上关于Spring MVC的书籍层出不穷，但《Spring程序高手秘笈》却以其独特的视角和深入的分析，让我耳目一新。它不仅仅是简单地讲解Controller、Service、Dao的模式，而是从Spring MVC的核心组件入手，例如`DispatcherServlet`、`HandlerMapping`、`Controller`、`ModelAndView`、`ViewResolver`等等，详细解析了请求在Spring MVC中的处理流程。 让我印象深刻的是，书中关于参数绑定的讲解，它不只提到了`@RequestParam`和`@PathVariable`，还深入分析了如何自定义参数解析器，以及如何处理复杂的POJO对象和集合的绑定。在视图解析方面，书中对比了多种视图技术，并详细阐述了Spring MVC如何通过`ViewResolver`来选择合适的视图。最让我觉得“秘笈”之处在于，书中还探讨了Spring MVC的高级特性，例如文件上传、异常处理机制、拦截器（HandlerInterceptor）的运用，以及如何利用Spring AOP来增强Controller的功能。它还分析了Spring MVC的性能优化技巧，比如如何通过`@RequestBody`和`@ResponseBody`来处理JSON数据，以及如何合理配置Bean的实例化方式来减少启动时间。这本书让我对Spring MVC的理解上升到了一个新的高度，不再满足于简单的使用，而是能够更深入地理解其工作原理，并灵活运用其高级特性。

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作为一名在Java开发领域摸爬滚打了快十年的老兵，我见过市面上无数关于Spring的书籍，从入门级的“XXX宝典”到所谓“深入浅出”的系列。说实话，一开始拿到《Spring程序高手秘笈》时，我并没有抱太大的期望，总觉得“高手秘笈”这个名字未免有些过于自信，担心它会像很多同类书籍一样，充斥着官方文档的搬运工，或者是一些早已过时的技巧。然而，当我翻开第一页，然后一页页地读下去，惊喜就如同春风拂过湖面，一圈圈荡漾开来。这本书的内容并不是那种泛泛而谈的理论堆砌，它真正做到了“秘笈”二字所蕴含的精髓——挖掘Spring框架背后不为人知的细节，点拨那些容易被忽视但至关重要的最佳实践。 例如，关于Bean的生命周期管理，书中不仅仅列举了`InitializingBean`和`DisposableBean`接口，而是深入剖析了Spring如何通过BeanPostProcessor、BeanFactoryPostProcessor等接口在Bean创建的各个阶段进行干预和扩展。它用非常形象的比喻，将Bean的实例化、属性注入、初始化、销毁等过程描绘得栩栩如生，让我仿佛亲身经历了每一个环节。书中甚至还提到了在某些极端情况下，如何利用这些扩展点来解决那些棘手的Bean依赖循环问题，这绝对不是普通入门书籍会涉及的内容。我一直以来都对Bean的懒加载和预加载机制有些模糊的理解，而这本书通过详细的源码分析和实际案例，让我彻底理清了其中的脉络，并且明白了在什么场景下选择哪种加载方式能带来性能上的显著提升。

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