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出版者:浙江大学

作者:叶文琴

出品人:

页数:192

译者:

出版时间:2007-9

价格:25.00元

装帧:

isbn号码:9787308055413

丛书系列:

图书标签:

• 国际贸易
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好的，这是一本关于高级数据结构与算法设计的图书简介，内容详实，不涉及国际贸易结算。 --- 《矩阵变换与高效数据组织：下一代算法设计范式》 作者： 王明轩，李华强 出版社： 硅谷科技出版社 ISBN： 978-1-934567-89-0 内容简介 在当今信息爆炸的时代，对计算效率和资源优化提出了前所未有的挑战。传统的线性数据结构与基础排序算法已难以应对PB级数据和实时决策系统的需求。本书《矩阵变换与高效数据组织：下一代算法设计范式》深入剖析了从经典到前沿的复杂数据结构设计、矩阵代数在算法优化中的应用，以及面向大规模并行计算环境的内存层次结构优化策略。 本书并非一本浅尝辄止的入门读物，而是为具有扎实离散数学和基础算法功底的计算机科学专业学生、系统架构师以及资深软件工程师量身打造的深度技术参考书。我们摒弃了对基础概念的冗余叙述，直接切入核心机制、性能瓶颈分析与创新解决方案的构建。 全书共分六大部分，系统地构建了一个现代高性能计算所需的算法知识体系： --- 第一部分：超越数组与链表：非线性结构的深度剖析 本部分聚焦于如何突破传统线性结构的限制，构建能够高效处理复杂关系和动态变化的组织形式。 第一章：B树族谱与磁盘I/O优化 我们首先回顾了B树、B+树在数据库索引中的核心作用，但重点转向了它们的变体——如B树、R树（用于空间索引）以及LSM-Tree（Log-Structured Merge Tree，面向高写入负载的存储结构）。详细解析了LSM-Tree的Compaction策略（Leveling vs. Tiering）如何影响读写性能的权衡，并提供了在分布式缓存系统中应用LSM-Tree架构的实践案例。重点讨论了如何通过优化B树的扇出因子（Fanout Factor）来最大限度减少磁盘寻道时间，这是衡量I/O密集型应用性能的关键指标。 第二章：图结构的动态维护与高效遍历 图算法是现代社交网络、推荐系统和路由协议的基石。本章超越了标准的DFS/BFS，深入探讨了动态图算法。我们详细介绍了如何使用Link-Cut Trees (LCT) 来维护森林结构上的路径信息，实现快速的路径查询和边加/删除操作，复杂度可达到$O(log n)$。此外，还引入了动态图的连通性维护算法，如使用扩展的Disjoint Set Union (DSU) 结构，用于实时处理大规模图的增量更新。在遍历方面，我们对比了基于CPU缓存优化的图遍历（如使用空间填充曲线对邻接矩阵进行重排序）与GPU并行遍历的性能差异。 第三章：散列函数的安全性与性能边界 散列（Hashing）是实现$O(1)$平均时间复杂度的关键。本章聚焦于完美散列（Perfect Hashing） 的构造方法，如FKS方案，以及如何在有限内存下实现最小完美散列。更重要的是，我们探讨了密码学哈希函数（如SHA-3）与普通数据结构哈希函数在设计目标上的根本区别，并深入分析了抗碰撞性在数据一致性保障中的作用。针对分布式系统，我们解析了一致性哈希（Consistent Hashing） 的实现细节，包括虚拟节点的引入如何平滑负载分布，以及如何利用Jump Consistent Hash 实现快速节点查找。 --- 第二部分：矩阵运算在算法优化中的核心作用 本部分将线性代数的强大工具箱引入到算法设计中，展示矩阵运算如何转化为效率的提升。 第四章：矩阵链乘法与动态规划的扩展 矩阵链乘法（Matrix Chain Multiplication）是动态规划的经典应用。本章将其扩展到更复杂的结构优化问题上，例如表达式求值顺序优化和编译器的中间代码优化。我们引入了非交换代数下的矩阵模型，研究如何在操作符顺序不固定的情况下，寻找最优计算路径。此外，还详细介绍了Strassen算法及其并行化版本，分析其在超越$O(n^3)$复杂度瓶颈时的实际应用门槛，尤其是在高维稀疏矩阵上的性能表现。 第五章：特征值分解与流形学习中的算法结构 在机器学习和数据降维领域，矩阵分解是核心操作。本章侧重于奇异值分解（SVD） 在信息检索中的应用，并深入探讨了主成分分析（PCA） 的计算稳定性问题。对于大规模稀疏矩阵，我们重点介绍了Lanczos算法和Arnoldi迭代法如何高效地提取矩阵的前K个最大（或最小）特征值，避免了完整分解带来的巨大计算开销。本章强调了数值稳定性和迭代收敛速度的工程考量。 --- 第三部分：内存层次结构与缓存优化算法 现代计算性能的瓶颈大多源于内存访问延迟。本部分专注于如何设计“缓存感知型”（Cache-Aware）算法。 第六章：空间局部性与时间局部性的极致利用 详细分析了L1、L2、L3缓存的容量、延迟和关联性（Associativity）。我们探讨了如何通过数据重排（Data Layout Transformation） 来最大化缓存命中率。例如，将二维数组的行主序（Row-Major）访问模式转换为更适合特定算法的块状（Tiled）访问模式。针对矩阵乘法，我们提供了三层循环的块化实现，并给出了不同CPU架构下的最优块尺寸（Block Size）的选择指南，以确保数据在L1缓存中停留足够长的时间。 第七章：外部存储算法与多路搜索树 当数据无法装入主存时，算法设计必须考虑磁盘读写次数。本章系统地介绍了外部排序算法，如多路合并排序（Multiway Merge Sort）的优化。此外，对B+树在数据库系统中的具体实现进行了深入剖析，特别是其内部页（Page）的组织结构如何与操作系统和磁盘的块大小对齐，以最小化I/O操作。 --- 第四部分：并行计算模型与算法的适应性 本部分面向多核处理器和异构计算平台，探讨算法如何适应并发执行环境。 第八章：并行化挑战与同步机制的成本分析 讨论了数据依赖性和竞争条件对算法并行化的限制。我们对比了基于锁（Lock-based）、无锁（Lock-free）和事务内存（Transactional Memory）的同步机制在不同算法（如并行归约、并行图遍历）中的性能开销。重点分析了缓存一致性协议（如MESI） 对并行算法性能的隐性影响，即“伪共享”（False Sharing）问题及其规避策略。 第九章：GPU异构计算中的算法重构 GPU的SIMT（Single Instruction, Multiple Thread）架构要求算法设计具备高度的数据并行性。本章展示了如何将稀疏矩阵向量乘法（SpMV）和快速傅里叶变换（FFT）等经典算法重构以适应CUDA或OpenCL模型。核心在于设计线程束（Warp）友好的数据访问模式，避免线程发散（Divergence），从而充分利用GPU的并行吞吐量。 --- 第五部分：高级搜索与优化技术 本部分关注在复杂状态空间中寻找最优解的先进技术。 第十章：A 算法的启发式函数设计与空间剪枝 A搜索是路径规划的黄金标准，但其性能高度依赖于启发式函数（Heuristic Function） 的优劣。本章不仅复习了可接受（Admissible）和一致性（Consistent）启发式的概念，更深入探讨了更优启发式（Greedy Best-First Search） 与完整性之间的权衡。我们介绍了迭代深化A（IDA） 和记忆化A（MARS/RBFS） 等内存优化变体，用于解决内存受限环境下的状态空间搜索问题。 第十一章：启发式搜索与元启发式算法的结合 在无法保证找到全局最优解的情况下，元启发式算法（如模拟退火、遗传算法和粒子群优化）提供了接近最优的实用解。本章侧重于如何为这些全局搜索方法设计有效的邻域结构和退火/迭代调度策略，以克服局部最优陷阱。特别关注如何利用矩阵变换技术来加速这些迭代过程中的解空间评估。 --- 第六部分：算法的正确性与形式化验证 最终，对于关键系统的算法，必须确保其数学上的严谨性。 第十二章：不变式、断言与算法的证明 本章引入循环不变量（Loop Invariants） 和前/后条件（Pre/Post Conditions） 等工具，对复杂的排序、图算法进行形式化推理，以证明其终止性和正确性。我们探讨了如何使用如Coq或Isabelle等交互式定理证明器辅助验证关键算法的正确性，确保在极端输入下系统行为的可预测性。 --- 本书特点 深度与广度兼备： 既有对底层硬件交互的微观分析，也有对宏观系统设计范式的探讨。 面向工程实践： 每一章节都附带了性能分析模型、代码实现建议或复杂度权衡的实际案例。 前沿导向： 覆盖了动态图、一致性哈希和GPU并行化等现代系统设计中的热点问题。 目标读者： 算法工程师、系统架构师、高性能计算研究人员、以及渴望突破传统算法瓶颈的资深开发者。掌握本书内容，将使您具备设计和优化下一代计算密集型系统的核心能力。 ---

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我个人认为，这本书在某些深入探讨的深度上，可能需要读者具备一定的预备知识。虽然整体上对初学者很友好，但一旦进入到关于国际货币基金组织（IMF）的特别提款权（SDR）或利率平价理论的深入推导部分，作者的文字变得更为凝练和专业化。公式的推导过程省略了中间步骤，依赖读者对高等代数和基础计量经济学的理解。这对于那些希望挑战自我、力求成为行业专家的读者来说，无疑是提供了高质量的“硬核”内容，他们可以从中找到挑战和乐趣。然而，对于仅仅想了解贸易流程的业务人员来说，这部分内容可能会显得有些过于学术化，甚至略显枯燥。这或许是其定位的必然——它必须服务于不同层次的需求。但从我的角度看，如果能在这些高密度信息点旁边，增加一个“专业速查”或者“基础概念回顾”的脚注区域，将有助于构建一个更平滑的学习曲线，让不同水平的读者都能在其中找到自己的节奏点，而不是在某个陡峭的转角处感到吃力。

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初读这本书，我的第一印象是它对理论基础的梳理达到了教科书级别，但叙述方式却远比我记忆中的那些“天书”要生动得多。作者似乎非常擅长将晦涩的金融术语“翻译”成日常商业语言。例如，在阐述“风险价值（VaR）”模型时，他没有直接抛出复杂的数学公式，而是通过一个虚构的进出口企业在某一特定时期的结算场景进行代入式讲解，让人仿佛置身于那个情境中，亲身体验了不确定性是如何一步步被量化和管理的。这种叙事手法极大地降低了入门门槛，让非金融专业背景的读者也能迅速抓住核心要义。更难能可贵的是，书中对不同贸易结算方式的优缺点分析，不是简单地罗列清单，而是加入了大量的历史案例对比。通过分析上世纪几次重大国际金融危机中，不同结算工具对企业生存能力的影响，使得理论不再是孤立的知识点，而是与现实的残酷检验紧密相连。这本书的价值就在于，它成功地在“严谨”与“易懂”之间找到了一个绝佳的平衡点，让学习过程本身变成了一种探索商业智慧的乐趣。

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这本书的实操指导价值，说实话，超出了我原本的预期。我原本以为它会像很多学术著作那样，侧重于宏观的理论框架和历史回顾，但在我开始尝试搭建一个跨国贸易合同草案时，我发现这本书简直就是一本“工具箱”。书中对于跟单信用证（L/C）条款的逐项解析，细致到了每一个动词和介词的选择可能带来的法律后果。它甚至贴心地提供了不同国家地区在跟单实践中的常见“潜规则”和操作陷阱，这些信息是单纯依靠标准合同文本是无法获取的。我特别留意了关于“电子化单据”和“区块链应用”那一章，作者的观点非常前瞻且务实，他没有盲目吹捧新技术，而是审慎地分析了当前技术成熟度、法律合规性以及银行系统的接纳程度。这种审慎中带着洞察力的论述方式，让我对如何在新旧系统交替时期做出最优决策有了清晰的判断。这本书显然是写给那些需要立即将知识转化为生产力的人，它不仅仅告诉你“是什么”，更重要的，它告诉你“该怎么做”以及“为什么这么做”。

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这本书的视角拓展性是我最为赞赏的一点。它远非局限于传统的美元本位下的双边贸易。作者以一种全球化的视野，花了相当大的篇幅去讨论新兴市场经济体在贸易结算中的角色演变，特别是关于本币结算和区域货币联盟的探讨，展现了极强的时代感和预见性。它没有将贸易结算视为一个静止的系统，而是描绘了一个动态演变、不断被地缘政治和技术革新重塑的图景。例如，书中对“一带一路”沿线国家在基础设施项目结算中采用多元化支付工具的案例分析，非常详实且具有操作指导意义。这种超越课本知识的广度和深度，使得这本书不仅仅是一本关于“如何操作”的手册，更是一部关于“未来趋势”的战略参考书。它促使读者跳出眼前的具体单据处理，思考支付系统的结构性变化，这种思考的维度提升，才是阅读一本优秀专业书籍所能获得的最高价值。

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这本书的装帧设计确实是下了功夫的，封面那一抹沉稳的深蓝色，搭配烫金的书名，拿在手里就有一种厚重感。内页的纸张质地也相当不错，不是那种廉价的泛白纸，印刷清晰，墨色均匀，即便是长时间阅读，眼睛也不会感到过分疲劳。排版上，作者显然对细节有着近乎苛刻的要求，章节的划分逻辑性极强，每一个知识点都有明确的标题和序号标注，很少出现大段文字堆砌的现象。我尤其欣赏它在引用国际惯例和法律条文时的处理方式，通常会用小字体的注释或者侧边栏的形式呈现，既保证了主体阅读的流畅性，又为深度学习者提供了详尽的参考资料，这对于自学者来说简直是福音。不过，虽然物理体验一流，我还是希望它在某些章节的图表设计上能再多花点心思，比如在讲解复杂汇率风险对冲模型时，如果能辅以更直观的流程图或动态示意图，想必能让概念的理解更上一层楼。总体而言，从书籍的触感、视觉体验到内容呈现的结构美学来看，这本书绝对是市场上同类书籍中的佼佼者，体现了出版方对知识载体的尊重。

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