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出版者:清华大学

作者:全国计算机专业技术资格考试办公室 编

出品人:

页数:77

译者:

出版时间:2009-1

价格:9.00元

装帧:

isbn号码:9787302189817

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《深度学习的基石：现代优化算法与实践》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且实用的现代优化算法知识体系，重点聚焦于其在复杂系统建模与数据科学领域的核心应用。我们摒弃了对基础微积分和线性代数概念的冗余回顾，直接切入优化理论的前沿和实际工程挑战。这不是一本面向初学者的入门读物，而是为那些已经具备扎实数学基础，希望在机器学习、金融工程、复杂网络设计等领域提升算法实现和性能调优能力的专业人士量身打造的深度指南。 全书结构严谨，逻辑递进，分为六大部分，共二十章，力求在理论深度和工程实用性之间找到完美的平衡点。 第一部分：优化理论的拓扑结构与几何视角 本部分首先建立了一种全新的、以几何和拓扑结构为核心的优化理论视角。我们不再仅仅将优化问题视为寻找最小值的过程，而是将其视为在高维流形上的路径规划问题。 第1章：高维空间中的黎曼几何基础：深入探讨流形上的测地线、曲率张量与Hessian矩阵的几何意义。重点分析了在非欧几里得空间中，传统梯度下降法的局限性及其如何导致局部最优陷阱。 第2章：凸集与非凸集的边界分析：详细剖析了KKT条件的几何解释，并引入了次梯度方法（Subgradient Method）在不可微优化问题中的应用边界。我们着重讨论了如何通过对目标函数进行正则化变换，将高度非凸问题转化为可处理的结构。 第3章：对偶性与松弛策略：超越简单的拉格朗日对偶，本书详述了共轭函数理论在构造强对偶性问题中的关键作用。重点讲解了如何利用对偶间隙来量化原问题和对偶问题的解的差距，这对理解算法收敛性和可行性至关重要。 第二部分：一阶方法的精细调校与鲁棒性 本部分聚焦于在海量数据场景下，一阶优化算法的性能瓶颈及突破口。我们认为，计算效率与收敛精度之间的权衡是工程实现的核心矛盾。 第4章：动量方法的机制深度解析：不仅介绍经典的Nesterov加速梯度（NAG），还深入探讨了自适应动量估计（如Adam的变体）在处理稀疏梯度和病态条件矩阵时的内部工作机制，分析其在超参数设置上的敏感性。 第5章：随机梯度下降（SGD）的方差控制：针对随机性带来的收敛不稳定问题，本章详述了诸如SVRG（Stochastic Variance Reduced Gradient）和SAGA等方差削减技术。我们提供了详细的收敛速率分析，并对比了它们在分布式计算环境下的通信效率。 第6章：学习率调度策略的动态模型：抛弃静态的“余弦退火”或“阶梯衰减”，本书提出了一种基于优化轨迹曲率实时估计的学习率动态调整框架。通过引入卡尔曼滤波思想来预测当前梯度的可靠性，实现步长的自适应伸缩。 第三部分：二阶方法的计算效率与近似 二阶方法因其快速的局部收敛性而备受推崇，但其计算复杂性一直是难以逾越的障碍。本部分致力于解决如何在保持二阶精度优势的同时，降低计算开销。 第7章：牛顿法的近似与稀疏化：详细分析了Hessian矩阵的计算成本。重点介绍了BFGS、L-BFGS等拟牛顿方法，并着重于L-BFGS的内存管理策略，特别是针对超高维参数空间的存储优化。 第8章：曲率信息的有效估计：探讨了K-FAC（Kronecker-Factored Approximate Curvature）等技术，如何利用输入输出的统计独立性假设来分解和近似复杂的Fisher信息矩阵，从而在不直接计算完整Hessian的情况下获得有效的曲率信息。 第9章：共轭梯度法的现代应用：将经典的共轭梯度（CG）算法置于非线性优化背景下，讨论了如何在迭代过程中动态地更新搜索方向，以确保方向间的近似正交性，特别是在求解大型线性系统时作为内层求解器的优化。 第四部分：约束优化与可行性搜索 在实际工程问题中，优化往往伴随着严格的等式或不等式约束。本部分专注于解决这类复杂问题的可行性与最优性的统一。 第10章：内点法（Interior-Point Methods）的加速：深入剖析了内点法中牛顿系统的求解，重点关注障碍函数（Barrier Function）的选择及其对对偶变量更新的影响。我们展示了如何使用预处理技术加速内点法的核心矩阵求解。 第11章：序列二次规划（SQP）的实时实现：SQP是解决非线性约束问题的强大工具。本章详细阐述了如何利用高效的二次规划（QP）求解器来构建SQP的迭代步骤，并讨论了在处理病态约束集时的粘性问题及其解决方案。 第12章：投影梯度与近端算法：针对具有简单约束（如边界约束、L1/L2范数约束）的问题，我们介绍了投影梯度法和近端梯度法（PGM）。重点分析了Proximity Operator的计算复杂性，并详细介绍了ISTA、ADMM在分布式优化中的应用。 第五部分：大规模优化与分布式计算 面对现代数据中心的规模，优化算法必须具备高度的并行化和容错性。 第13章：异步随机梯度下降（ASGD）的收敛性：分析了在异步环境下，不同工作节点之间梯度信息延迟（staleness）对全局收敛的影响。提出了基于时间戳的梯度权重调整策略。 第14章：ADMM在分解优化中的威力：详细解析了交替方向乘子法（ADMM）如何有效地分解大型优化问题，特别是其在图像处理和分布式机器学习中的应用案例。重点讨论了增广拉格朗日函数的选择与参数调节。 第15章：次同步与边缘计算优化：本章探讨了在通信受限或资源不稳定的边缘计算环境中，如何设计次同步（Sparsely Synchronous）优化框架，以最小化等待时间并保证可接受的精度损失。 第六部分：鲁棒性、不确定性与元优化 最优解不仅要好，还必须在模型误差和数据噪声下保持稳定，甚至自我适应。 第16章：稳健优化（Robust Optimization）的建模：引入不确定性集的概念，构建了最坏情况下的优化模型。重点讲解了对偶方法在解决Box不确定性集和Ellipsoidal不确定性集时的具体转化过程。 第17章：随机与分布鲁棒优化：区别于传统的稳健优化，本章研究了优化问题在参数分布未知或估计误差较大时的处理。讨论了熵正则化和Wasserstein距离在定义分布不确定性集中的应用。 第18章：零阶优化与黑箱问题：当目标函数的梯度不可知或计算成本极高时（如黑箱模拟），本书介绍了随机搜索、进化算法（Evolutionary Algorithms）以及基于梯度估计的零阶方法（如有限差分和随机采样）。 第19章：超参数优化与元学习：将优化算法本身视为可训练的参数。深入探讨了超参数的自动调整机制，包括使用梯度下降来优化学习率和正则化参数的二阶算法（如Hypergradient Descent）。 第20章：优化算法的符号计算与自动微分：介绍了如何利用现代自动微分框架（如Jax/TensorFlow/PyTorch的高级功能）来精确计算优化器内部参数的高阶导数，为下一代自适应优化器的设计奠定理论基础。 本书的每一章都包含丰富的数学推导、算法伪代码和实际案例分析，旨在将抽象的优化理论转化为可落地、高性能的工程解决方案。掌握本书内容，读者将能够构建和调优复杂现实问题的最先进优化求解器。

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对于我这样一位在企业信息化部门工作了十年的老员工来说，不断学习和更新知识是保持竞争力的关键。《系统分析师考试大纲与培训指南》这本书，在我看来，不仅仅是一本考试的辅导书，更是一本宝贵的实战手册。它能够帮助我将多年来在不同项目中积累的碎片化知识，进行系统化的整合和提升。书中的“项目规划”部分，详细阐述了如何进行项目启动、需求分析、系统设计、开发、测试、部署等各个阶段的规划，并提供了各种甘特图、WBS等工具的使用方法，这对于我管理大型信息化项目非常有指导意义。我特别欣赏它在“软件体系结构设计”方面的深入讲解，它不仅介绍了各种主流的体系结构风格，如分层体系结构、微服务体系结构、面向服务体系结构等，还分析了它们各自的优缺点和适用场景。这让我能够根据不同的业务需求，选择最合适的体系结构。此外，书中还提到了“供应商管理”和“合同管理”，这些都是在项目实施过程中经常会遇到的关键环节，而这本书提供了实用的建议和方法。它让我意识到，作为系统分析师，不仅要懂技术，更要懂管理，要能够协调内外部资源，确保项目的顺利进行。这本书的价值在于，它能够帮助我从一个“技术执行者”转变为一个“技术管理者”和“方案设计者”，更好地为企业的信息化建设贡献力量。

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在我看来，《系统分析师考试大纲与培训指南》这本书最大的价值在于它能够帮助我建立一个完整的知识体系，并且能够以考促学，有针对性地提升自己的能力。我之前学习系统分析师的相关知识，总是觉得零散且不成体系，很多时候不知道如何将这些知识融会贯通。而这本书则将考试大纲的各项要求，清晰地划分成了几个大的模块，并且在每个模块下，又细致地讲解了相关的理论知识、方法论和实践技巧。我特别喜欢它在“质量保证与性能测试”部分的讲解，它不仅仅是介绍了各种测试类型，如单元测试、集成测试、系统测试、验收测试等，还深入探讨了如何制定科学的测试计划，如何设计有效的测试用例，以及如何进行性能瓶颈的分析和优化。这对于确保交付的系统能够稳定、高效地运行至关重要。此外，书中还涉及了“配置管理”和“变更管理”，这些都是保证系统生命周期内质量和可维护性的关键环节。它让我意识到，系统分析师的工作不仅仅是在项目初期进行需求分析和系统设计，而是在项目的整个生命周期中，都需要扮演重要的角色。这本书帮助我构建了一个系统化的思维模式，让我能够从整体上把握项目，并确保每一个环节都得到有效的管理和控制。

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我是一名有着多年软件开发经验的工程师，一直以来都在考虑转型成为一名系统分析师，因为我发现在项目中，我越来越需要从更高层面的视角去审视整个系统，而不仅仅是关注代码的实现。这本《系统分析师考试大纲与培训指南》正好满足了我这种“升级”的需求。它并没有把我当成一个新手小白，而是直接切入了系统分析师的核心职责和考试要求。书中的内容非常系统化，它围绕着“理解业务需求”、“设计解决方案”、“管理项目执行”、“确保系统质量”等几个核心维度展开。我特别喜欢它对“业务流程建模”的深入剖析，它不仅仅是罗列了一些流程图的符号，而是教会我如何识别关键的业务流程，如何将其抽象化、模型化，并最终转化为系统的设计。书中还对各种建模语言，如UML，进行了详尽的介绍，并结合实际案例讲解了如何运用UML来描述系统架构、类关系、交互顺序等等。这对于我这个有一定基础的开发者来说，能够更快地理解和掌握这些概念。而且，书中对于“风险管理”和“配置管理”的讲解也非常到位，这些都是项目成功不可或缺的环节，也是我之前在实际工作中可能有所欠缺的部分。它教会了我如何识别项目中的潜在风险，并制定相应的规避措施，以及如何有效地管理软件的变更和版本。这本书让我感觉自己不再是埋头苦干的码农，而是能够站在更高的平台，对项目的成败负起责任的“Architect”。

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作为一名在IT咨询行业摸爬滚打了多年的老兵，我深知“系统分析师”这个角色的重要性。它不仅仅是连接业务和技术的桥梁，更是推动企业数字化转型、优化运营效率的关键人物。因此，当我看到这本《系统分析师考试大纲与培训指南》时，我毫不犹豫地选择了它。这本书的价值在于它能够帮助我系统地梳理和巩固我在实际工作中积累的知识和经验，并且能够以考试大纲为导向，有针对性地进行学习和准备。我尤其欣赏它在“信息系统安全”和“数据管理”方面的讲解。在当前的网络安全形势日益严峻的背景下，一个合格的系统分析师必须具备扎实的信息安全知识，而这本书恰恰提供了详尽的指导，包括了常见的安全威胁、防护策略、安全审计等等。同时，它也强调了数据在企业中的核心价值，以及如何进行有效的数据采集、存储、处理和分析。书中对于“数据仓库”、“数据挖掘”等概念的阐述，以及如何将这些技术应用于业务决策，让我受益匪浅。此外，它还触及了“项目收尾”和“系统运维”等后期阶段，这对于一个完整的系统生命周期管理至关重要。这本书的深度和广度都超出了我的预期，它为我提供了一个全面而精炼的知识体系，让我能够更加自信地应对未来的挑战。

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作为一名在金融行业工作的IT从业者，我深切体会到业务需求快速变化和技术更新迭代带来的挑战。《系统分析师考试大纲与培训指南》这本书，为我提供了一个系统性的学习框架，帮助我跟上时代的步伐。它不仅覆盖了系统分析师所需的各项核心技能，更重要的是，它将这些技能与实际的行业应用相结合。我尤其欣赏书中关于“数据分析与可视化”的章节，在金融领域，数据分析是驱动决策和优化服务的关键。这本书详细介绍了如何利用各种数据分析工具和技术，从海量数据中提取有价值的信息，并通过数据可视化手段，将复杂的分析结果清晰地呈现给决策者。它还讨论了如何利用数据来预测市场趋势，评估风险，以及优化客户体验。另外，书中对“敏捷开发方法论”的介绍，也与我们当前的工作模式非常契合。它教会我如何在快速迭代的项目中，有效地进行需求管理、团队协作和风险控制。这本书的实用性极强，它让我能够将书中的理论知识快速地应用到实际工作中，从而提升工作效率和项目成功率。

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我是一名刚刚毕业不久的大学生，对IT行业充满热情，并且一直梦想成为一名优秀的系统分析师。在学校里，我学习了很多关于软件工程和计算机科学的理论知识，但我深知这些理论与实际应用之间还存在着巨大的鸿沟。这本《系统分析师考试大纲与培训指南》就像是我进入职场的“启蒙老师”，它用一种非常接地气的方式，将抽象的考试要求转化为我能够理解和掌握的具体内容。书中对于“可行性研究”的讲解尤其让我印象深刻，它不仅仅是告诉我要做什么，更重要的是教会我如何去分析一个项目的技术可行性、经济可行性和操作可行性，并且如何撰写一份有说服力的可行性报告。这对于我这样一个缺乏实践经验的应届毕业生来说，是至关重要的。另外，书中对于“用户界面设计”和“用户体验优化”的重视，也让我看到了系统分析师不仅仅是技术专家，更是用户体验的守护者。它鼓励我去思考如何设计出既强大又易于使用的系统，如何通过用户反馈来不断改进系统。这本书的语言风格非常亲切，没有那种高高在上的说教感，而是像一位经验丰富的前辈在循循善诱，让我感觉学习的过程是轻松愉快的。它为我指明了方向，让我知道在未来的职业生涯中，我需要重点关注哪些领域，需要掌握哪些核心技能。

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这本《系统分析师考试大纲与培训指南》简直就是为我量身定做的，简直太及时了！我一直想考取系统分析师这个认证，但市面上相关的资料实在是太多太杂，看得我眼花缭乱，无从下手。之前也尝试过一些所谓的“攻略”和“宝典”，但内容要么过于理论化，要么太过于零散，根本无法形成一个完整的知识体系。直到我翻开这本书，那种豁然开朗的感觉真是难以言喻。它不仅清晰地阐述了考试大纲的每一个细节点，更重要的是，它将这些大纲要求拆解成了易于理解和吸收的培训内容。书中对于项目管理、需求工程、系统设计、软件开发过程、系统测试、质量保证等关键领域，都进行了深入浅出的讲解。例如，在需求工程部分，它详细介绍了各种需求获取技术，如访谈、问卷调查、原型法、用户故事等，并提供了实际案例分析，让我能够直观地理解如何在真实的项目中应用这些方法。更让我惊喜的是，书中还特别强调了作为系统分析师应具备的沟通、协调和问题解决能力，这往往是许多技术书籍忽略的软技能。它通过一些场景化的模拟，让我提前预演了在实际工作中可能遇到的各种挑战，并提供了应对策略。总的来说，这本书为我构建了一个清晰的学习路径，让我知道从哪里开始，如何循序渐进地掌握系统分析师所需的核心知识和技能。它不仅是考试的指南，更是我职业发展的垫脚石。

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在我眼中，一个优秀的系统分析师，不仅要有扎实的技术功底，更要有敏锐的业务洞察力和卓越的沟通协调能力。《系统分析师考试大纲与培训指南》这本书，恰恰在这几个方面都给予了我极大的启发。它没有仅仅停留在技术层面，而是将业务需求分析置于核心地位。书中详细介绍了如何与业务部门的 stakeholders 进行有效的沟通，如何理解他们的业务痛点和期望，如何将模糊的业务需求转化为清晰、可执行的技术需求。我特别喜欢它在“用户需求访谈”和“原型设计”方面的讲解，它不仅仅是介绍方法论，更是通过生动的案例，演示了如何通过提问技巧来挖掘用户的真实需求，如何通过原型来与用户进行交互式反馈，从而避免后期开发过程中出现不必要的返工。此外，书中对“系统集成”和“遗留系统改造”的探讨，也让我受益匪浅。在很多企业中，都会面临各种系统之间的集成问题，以及老旧系统的改造升级。这本书提供了处理这些复杂情况的思路和方法，让我知道如何分析现有系统，如何设计合理的集成方案，如何平稳地过渡到新的系统。它让我看到了系统分析师工作的挑战性，也让我对这份职业充满了信心。

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在我看来，一本好的技术书籍，应该既有深度又有广度，能够引领读者不断学习和进步。《系统分析师考试大纲与培训指南》这本书，恰恰做到了这一点。它不仅仅是教授考试的技巧，更是着眼于培养合格的系统分析师所必需的核心能力。我特别喜欢它在“系统集成”和“遗留系统改造”部分的讲解。在很多企业中，都会面临着各种各样复杂的系统集成需求，以及需要对老旧的系统进行升级改造。这本书详细介绍了如何分析现有系统的架构，如何设计合理的集成方案，以及如何进行平稳的系统迁移和数据迁移。它还探讨了在进行遗留系统改造时，如何权衡成本、风险和收益，以及如何采取渐进式的方式来降低风险。此外，书中对“项目收尾”和“系统运维”的关注，也让我看到了系统分析师工作的完整生命周期。它让我了解到，一个项目的成功不仅仅在于交付，更在于后期的稳定运行和持续优化。这本书的价值在于，它能够帮助我构建一个全面而深入的知识体系，让我能够更好地理解和掌握系统分析师所需要具备的各项技能。它不仅是考试的指南，更是我职业发展道路上的宝贵财富。

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作为一名正在准备系统分析师考试的考生，我一直在寻找一本能够全面、深入地讲解考试大纲的书籍。《系统分析师考试大纲与培训指南》这本书，完全超出了我的预期。它不仅仅是一本考前冲刺的辅导材料，更是一本能够帮助我构建扎实基础的培训手册。我特别欣赏它在“信息系统安全”和“法律法规”方面的讲解。在当今信息化时代，信息安全已经成为企业面临的重要挑战，而了解相关的法律法规，也是系统分析师必须具备的素养。这本书详细介绍了常见的网络安全威胁，如病毒、木马、黑客攻击等，以及相应的防护措施和安全策略。同时，它也阐述了与信息系统相关的法律法规，如数据隐私保护、知识产权保护等，这对于我在设计和开发系统中，如何合规地处理数据和信息，提供了清晰的指导。此外，书中对“项目风险管理”的讲解也非常到位，它不仅列举了各种常见的项目风险，还提供了风险识别、分析、评估、应对和监控的完整流程。这让我能够提前预见到项目过程中可能出现的各种问题，并制定相应的应对措施，从而提高项目的成功率。这本书帮助我建立了一个更加全面的知识体系，让我能够更有信心地迎接考试的挑战。

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