Fundamentals of Performance Evaluation of Computer and Telecommunications Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Obaidat, Mohammed S.

出品人:

页数:459

译者:

出版时间:2010-1

价格:882.00元

装帧:

isbn号码:9780471269830

丛书系列:

图书标签:

性能评估
计算机系统
电信系统
排队论
仿真
建模
性能指标
网络性能
系统分析
计算机网络

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具体描述

The only singular, all-encompassing textbook on state-of-the-art technical performance evaluation Fundamentals of Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems uniquely presents all techniques of performance evaluation of computers systems, communication networks, and telecommunications in a balanced manner. Written by the renowned Professor Mohammad S. Obaidat and his coauthor Professor Noureddine Boudriga, it is also the only resource to treat computer and telecommunication systems as inseparable issues. The authors explain the basic concepts of performance evaluation, applications, performance evaluation metrics, workload types, benchmarking, and characterization of workload. This is followed by a review of the basics of probability theory, and then, the main techniques for performance evaluation—namely measurement, simulation, and analytic modeling—with case studies and examples. Contains the practical and applicable knowledge necessary for a successful performance evaluation in a balanced approach Reviews measurement tools, benchmark programs, design of experiments, traffic models, basics of queueing theory, and operational and mean value analysis Covers the techniques for validation and verification of simulation as well as random number generation, random variate generation, and testing with examples Features numerous examples and case studies, as well as exercises and problems for use as homework or programming assignments Fundamentals of Performance Evaluation of Computer and Telecommunication Systems is an ideal textbook for graduate students in computer science, electrical engineering, computer engineering, and information sciences, technology, and systems. It is also an excellent reference for practicing engineers and scientists.

性能的本质：理解、度量与优化在这个信息爆炸、数据洪流的时代，计算和通信系统无处不在，它们是现代社会运转的基石。从个人电脑到庞大的数据中心，从智能手机到全球通信网络，这些系统的性能直接关乎着我们的工作效率、生活体验乃至社会发展。然而，究竟是什么定义了“好”的性能？我们又该如何去衡量和提升它们？《性能的本质：理解、度量与优化》一书，正是为了深入探讨这些核心问题而诞生的。本书并非一本枯燥的技术手册，而是以一种系统性的、贯穿始终的视角，引导读者穿越纷繁复杂的性能指标和优化技术，直达性能设计的本质。它着眼于计算机系统（包括硬件、操作系统、中间件、应用程序等）和通信系统（如网络协议、传输介质、服务质量保障等）这两个相互依存、又彼此独立的广阔领域，旨在为读者构建一个全面、深刻的性能认知框架。第一部分：性能的基石——理解与度量在深入优化之前，我们首先需要建立对性能的正确理解。这一部分将从最根本的概念出发，揭示性能的“为何”与“何物”。性能的定义与维度：我们将首先辨析“性能”一词的多重含义。它不仅仅是简单的速度，更包含了响应时间、吞吐量、可用性、可靠性、资源利用率、功耗以及用户感知等多个维度。书中将详细阐述这些维度之间的相互关系，以及在不同应用场景下，哪些维度最为关键。例如，对于交互式桌面应用，响应时间可能是首要考量；而对于大规模数据处理系统，吞吐量和资源利用率则更为重要。我们将通过具体的例子，让读者理解这些概念的实际意义。度量工具与技术：如何将抽象的性能概念转化为可量化的数据？这一部分将详细介绍各种性能度量工具和技术。从底层的硬件性能计数器、系统调用跟踪，到高层的应用性能监控（APM）工具，再到网络流量分析器，本书将梳理这些工具的原理、适用范围和使用方法。读者将学会如何选择合适的工具来收集准确的性能数据，例如，使用`perf`命令分析CPU性能瓶颈，使用`Wireshark`捕获和分析网络数据包，或者利用`Prometheus`和`Grafana`构建实时的系统监控仪表盘。基准测试与性能评估：基准测试是评估系统性能的标准方法。本书将深入探讨不同类型的基准测试，包括理论基准（如理论最大吞吐量）、实际应用基准（如Web服务器压力测试、数据库事务处理测试）以及综合性基准（如SPEC系列测试）。我们将讨论如何设计科学的基准测试方案，避免常见的陷阱，并准确解读测试结果。例如，理解CPU密集型、内存密集型和I/O密集型基准测试的差异，以及如何根据实际需求选择合适的基准。性能瓶颈的识别与分析：性能问题往往源于系统中的瓶颈。这一部分将教授读者系统地识别和分析这些瓶颈。我们将从分而治之的思维出发，学习如何通过系统性的分解，将复杂的系统拆解成更小的组成部分，然后逐一分析各部分的性能表现。从硬件层面的CPU、内存、磁盘I/O、网络接口，到软件层面的操作系统调度、进程通信、线程同步，再到应用层面的算法效率、数据结构选择、数据库查询优化，都将是分析的重点。读者将掌握使用各种工具和技术，如性能剖析器（profiler）、火焰图（flame graph）、系统调用图等，来 pinpoint 真正的性能瓶颈所在。第二部分：性能的优化——策略与实践在充分理解和度量了性能之后，我们就可以着手进行优化。这一部分将聚焦于各种行之有效的性能优化策略和技术，涵盖从微观到宏观的各个层面。算法与数据结构优化：软件性能的根源往往在于其底层的算法和数据结构。本书将回顾经典算法的复杂度分析，并提供在实际场景中选择更优算法和数据结构的指导。例如，理解何时使用哈希表而非数组，何时采用归并排序而非冒泡排序，以及如何利用空间换时间或反之。我们将强调，对于性能敏感的应用，一次有针对性的算法改进，往往能带来数量级的性能提升。并发与并行编程：在多核处理器和分布式系统的时代，有效地利用并发和并行是提升系统性能的关键。本书将深入探讨多线程、多进程、异步编程模型，以及分布式并行计算的挑战与机遇。我们将讲解锁、信号量、条件变量等同步机制的正确使用，避免死锁和竞态条件。同时，也将介绍Actor模型、消息队列等更高级的并发模式，以及Spark、Hadoop等分布式计算框架的基本原理和性能调优要点。操作系统与内核调优：操作系统是连接硬件和应用程序的桥梁，其性能直接影响着整个系统的效率。本书将剖析操作系统的核心组件，如内存管理、进程调度、文件系统、网络栈等，并讲解如何根据应用需求进行精细化的调优。读者将学会调整内核参数、优化文件系统挂载选项、调整网络缓冲区大小等，以最大化系统资源的利用率。数据库与存储系统优化：数据是现代系统的核心，数据库和存储系统的性能直接影响着应用的响应速度和吞吐量。本书将深入讲解数据库索引设计、查询优化、缓存策略、事务处理、表分区等关键技术。同时，也将探讨不同存储介质（SSD、NVMe）的特性，以及RAID、分布式文件系统（如Ceph、HDFS）的性能权衡。网络协议与通信优化：在分布式系统和互联网环境中，网络通信的效率至关重要。本书将分析TCP/IP协议栈的各个层次，讲解如何通过调整TCP拥塞控制算法、优化缓冲区大小、使用更高效的序列化格式（如Protocol Buffers）来提升网络传输性能。同时，也将探讨HTTP/2、gRPC等现代通信协议的优势，以及如何构建高吞吐量、低延迟的网络服务。系统架构设计与性能权衡：性能优化并非孤立的技术实践，而是贯穿于系统设计的始终。本书将探讨如何从架构层面考虑性能，例如，如何通过服务拆分、缓存层引入、异步处理、负载均衡等技术来构建可伸缩、高性能的系统。同时，也将强调性能与成本、复杂性之间的权衡，引导读者做出明智的设计决策。第三部分：面向未来的性能在掌握了基础的性能理解和优化技术后，本书还将放眼未来，探讨新兴技术和趋势对性能设计带来的影响。云计算与虚拟化性能：随着云计算的普及，理解虚拟化环境下的性能特性变得尤为重要。本书将剖析虚拟机、容器（如Docker、Kubernetes）在性能上的开销和优化方法，以及云原生架构下的性能挑战。大数据与实时处理性能：大数据时代的到来，对系统的吞吐量和处理能力提出了前所未有的要求。本书将探讨Hadoop、Spark、Kafka等大数据处理框架的性能原理和优化策略，以及流式处理（如Flink、Storm）在实时性方面的技术细节。机器学习与AI系统性能：机器学习模型的训练和推理是计算密集型的任务。本书将讨论GPU加速、分布式训练、模型压缩等技术，以及如何为AI应用构建高性能的推理服务。安全性与性能的协同：安全性是现代系统不可或缺的一部分，但它往往会带来一定的性能开销。本书将探讨如何在保证安全性的前提下，最小化性能损失，例如，高效的加密算法、硬件加速的安全模块等。结语：《性能的本质：理解、度量与优化》是一本旨在赋能读者，使其能够自信地应对计算和通信系统中各种性能挑战的指南。它不仅仅是技术的堆砌，更是一种思维方式的引导。通过系统性的学习，读者将能够：深刻理解各种性能指标背后的含义，并能根据实际需求进行权衡。熟练掌握各种性能度量和分析工具，能够准确地识别系统瓶颈。灵活运用多种性能优化技术，从微观代码到宏观架构，都能找到提升的空间。具备前瞻性，能够理解新兴技术对性能设计的影响，并为未来的系统设计做好准备。无论您是软件工程师、系统架构师、网络工程师，还是对计算机系统性能充满好奇的技术爱好者，《性能的本质：理解、度量与优化》都将为您提供一套宝贵的知识体系和实践经验，助您在不断演进的技术浪潮中，构建和维护高效、可靠、卓越的计算与通信系统。