深入理解計算機係統(原書第3版) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 蘭德爾·E.布萊恩特(RandalE.Bry 著

圖書標籤:

• 計算機係統
• 操作係統
• 編譯原理
• 計算機組成原理
• 匯編語言
• 底層原理
• CSAPP
• 深入理解計算機係統
• 計算機體係結構
• 性能優化

店鋪： 文軒網旗艦店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111544937

商品編碼：11030145668

齣版時間：2016-11-01

作  者:(美)蘭德爾·E.布萊恩特(Randal E.Bryant) 等 著；龔奕利,賀蓮 譯 定  價:139 齣 版 社:機械工業齣版社 齣版日期:2016年11月01日 頁  數:737 裝  幀:平裝 ISBN:9787111544937 ●齣版者的話
●中文版序一
●中文版序二
●譯者序
●前言
●關於作者
●第1章計算機係統漫遊1
●1.1信息就是位+上下文1
●1.2程序被其他程序翻譯成不同的格式3
●1.3瞭解編譯係統如何工作是大有益處的4
●1.4處理器讀並解釋儲存在內存中的指令5
●1.4.1係統的硬件組成5
●1.4.2運行hello程序7
●1.5高速緩存至關重要9
●1.6存儲設備形成層次結構9
●1.7操作係統管理硬件10
●1.7.1進程11
●1.7.2綫程12
●1.7.3虛擬內存12
●1.7.4文件14
●部分目錄

內容簡介

本書是將計算機軟件和硬件理論結閤講述的經典教程，內容覆蓋計算機導論、體係結構和處理器設計等多門課程。本書的大優點是為程序員描述計算機係統的實現細節，通過描述程序是如何映射到係統上，以及程序是如何執行的，使讀者更好地理解程序的行為為什麼是這樣的，以及造成效率低下的原因。 (美)蘭德爾·E.布萊恩特(Randal E.Bryant) 等 著；龔奕利,賀蓮 譯 Randal E.Bryant 1981年於麻省理工學院獲得計算機博士學位，1984年至今一直任教於卡內基-梅隆大學。現任卡內基-梅隆大學計算機科學學院院長、教授，同時還受邀任教於電子和計算機工程係。他從事本科生和研究生計算機係統方麵課程的教學近40年。他和O’Hallaron教授一起在卡內基梅隆大學開設瞭15-213課程“計算機係統導論”，那便是本書的基礎。他還是ACM院士、IEEE院士、美國國傢工程院院士和美國人文與科學研究院院士。其研究成果被Intel、IBM、Fujitsu和Microsoft等主要計算機製造商使用，他還因研究獲得過Semiconductor&nbs;等 前言本書（簡稱CS:APP）的主要讀者是計算機科學傢、計算機工程師，以及那些想通過學習計算機係統的內在運作而能夠寫齣更好程序的人。
    我們的目的是解釋所有計算機係統的本質概念，並嚮你展示這些概念是如何實實在在地影響應用程序的正確性、性能和實用性的。其他的係統類書籍都是從構建者的角度來寫的，講述如何實現硬件或係統軟件，包括操作係統、編譯器和網絡接口。而本書是從程序員的角度來寫的，講述應用程序員如何能夠利用係統知識來編寫齣更好的程序。當然，學習一個計算機係統應該做些什麼，是學習如何構建一個計算機係統的很好的齣發點，所以，對於希望繼續學習係統軟硬件實現的人來說，本書也是一本很有價值的介紹性讀物。大多數係統書籍還傾嚮於重點關注係統的某一個方麵，比如：硬件架構、操作係統、編譯器或者網絡。本書則以程序員的視角統一覆蓋瞭上述所有方麵的內容。
等

《代碼的奧秘：從硬件到軟件的思維躍遷》 本書並非一本直接介紹“深入理解計算機係統(原書第3版)”的書籍，而是旨在激發讀者對計算機係統底層運作原理的好奇心，並引導他們構建起一個從抽象的軟件指令到具體硬件實現的完整認知框架。通過對一係列核心概念的深入剖析，本書將帶領讀者穿越代碼的層層迷霧，觸及計算機跳動的脈搏，最終實現思維模式的深刻轉變。 第一部分：二進製的語言與數據的本質 一切的數字世界，無論多麼復雜，都建立在最基礎的“0”和“1”之上。本書將從二進製錶示法齣發，揭示數字、字符、圖像、聲音乃至程序本身是如何被編碼成一串串簡單的電信號。我們將探討不同數據類型的內部錶示形式，理解整數、浮點數在內存中的存儲方式，以及它們在計算機內部如何進行運算。 二進製與進製轉換： 深入理解不同進製（十進製、二進製、十六進製）之間的轉換原理，掌握如何在不同進製下進行數值的錶示和計算。 數值錶示： 探索無符號整數、有符號整數（原碼、反碼、補碼）的錶示方法，理解溢齣的概念及其影響。 浮點數錶示： 剖析IEEE 754浮點數標準，瞭解其精度限製、特殊值（NaN, Infinity）以及在運算中的潛在問題。 字符編碼： 學習ASCII、Unicode等字符編碼標準，理解文本如何在計算機中被存儲和處理。 位運算： 掌握邏輯運算符（AND, OR, XOR, NOT）和移位運算符（左移, 右移）的使用，以及它們在數據處理和底層操作中的重要性。 第二部分：內存的層次與數據的流動 計算機的性能很大程度上取決於其內存係統的設計。本書將深入挖掘內存的層次結構，從距離CPU最近、速度最快的寄存器，到速度和容量兼顧的緩存（Cache），再到容量巨大但速度較慢的主內存（RAM），以及持久存儲的硬盤。我們將理解數據在這些不同層次之間是如何被管理、移動和訪問的，以及這種分層設計對程序性能的影響。 存儲器的層次結構： 詳細介紹寄存器、多級緩存（L1, L2, L3）、主內存（DRAM）和持久化存儲（SSD, HDD）的特性、速度、容量和成本。 緩存的工作原理： 剖析緩存的命中與缺失，理解緩存替換策略（如LRU），以及如何通過優化程序訪問模式來提高緩存命中率。 內存管理： 探討虛擬內存的概念，理解頁錶、內存分頁和分段機製，以及它們如何為程序提供獨立的地址空間，同時提高內存利用率。 內存訪問的延遲： 分析不同存儲層次訪問數據所需的時間差異，並說明這種延遲如何成為性能瓶頸。 數據局部性： 強調時間局部性和空間局部性原則，並指導讀者如何編寫具有良好數據局部性的代碼，以充分利用緩存。 第三部分：指令的執行與程序的生命周期 我們編寫的代碼，最終會轉化為計算機能夠理解和執行的機器指令。本書將帶領讀者走進CPU的核心，理解指令集架構（ISA）的作用，以及CPU如何從內存中獲取指令、解碼指令、執行指令，並將結果寫迴內存。我們將探討流水綫技術、指令級並行等現代CPU優化技術，以及它們如何加速程序的執行。 指令集架構（ISA）： 介紹RISC與CISC指令集架構的區彆，以及不同指令的格式和功能。 CPU的執行流程： 深入理解取指、解碼、執行、訪存、寫迴這五個基本流水綫階段，並探討如何通過流水綫技術提高指令吞吐量。 指令級並行（ILP）： 講解亂序執行、指令重排等技術，以及CPU如何利用這些技術來隱藏延遲，同時執行多條指令。 分支預測： 探討CPU如何預測分支的走嚮，以避免流水綫停頓，提高執行效率。 函數調用與棧幀： 詳解函數調用過程中的參數傳遞、局部變量分配、返迴地址的保存等，理解棧幀在程序執行中的作用。 程序的加載與鏈接： 介紹程序從磁盤加載到內存，以及動態鏈接和靜態鏈接的概念。 第四部分：操作係統作為程序與硬件之間的橋梁 操作係統是管理計算機硬件資源、為應用程序提供運行環境的關鍵軟件。本書將揭示操作係統如何充當硬件與應用程序之間的“中間人”，管理進程、綫程、內存、文件係統和I/O設備。我們將理解進程的創建、銷毀與切換，綫程的並發執行，以及操作係統如何調度CPU資源。 進程與綫程： 區分進程和綫程的概念，理解它們在資源擁有、創建開銷和通信方式上的差異。 進程調度： 探討不同的CPU調度算法（如FCFS, SJF, Round Robin, Priority Scheduling），以及它們如何影響係統的響應時間和吞吐量。 內存管理（OS視角）： 詳細介紹操作係統的內存分配與迴收策略，以及如何通過虛擬內存和分頁技術實現多道程序設計。 文件係統： 瞭解文件係統的基本原理，包括目錄結構、文件存儲、inode以及文件 I/O 操作。 I/O設備管理： 探討操作係統如何管理各種輸入輸齣設備，以及中斷和DMA（直接內存訪問）在I/O過程中的作用。 係統調用： 理解應用程序如何通過係統調用嚮操作係統請求服務，以及係統調用的工作機製。 第五部分：程序性能的測量與優化 理解瞭計算機係統的底層原理，我們纔能更有效地編寫齣高性能的程序。本書將引導讀者掌握性能分析的工具和方法，識彆性能瓶頸，並提供一係列通用的優化策略。我們將從硬件特性齣發，思考如何優化代碼結構，以充分發揮硬件的潛力。 性能測量工具： 介紹常用的性能分析工具（如gprof, perf），以及如何使用它們來識彆程序的性能瓶頸。 代碼優化技巧： 學習如何通過循環展開、函數內聯、減少分支預測失敗、優化內存訪問模式等方式來提高代碼執行效率。 並發與並行： 探討多綫程編程、多進程編程以及如何利用多核CPU實現並行計算。 數據結構與算法的性能考量： 重新審視經典數據結構和算法，從底層係統性能的角度分析它們的優劣。 性能的權衡： 理解在代碼可讀性、開發效率和執行性能之間的權衡，並做齣明智的選擇。 本書的價值 通過對以上各部分的係統學習，讀者將獲得以下提升： 深刻理解代碼的執行過程： 不再將代碼視為“黑箱”，而是能夠想象其在CPU上一步步被執行的景象。 掌握性能優化的關鍵： 能夠準確地找到程序的性能瓶頸，並采取有效的措施進行優化，編寫齣更高效的代碼。 提升係統級的調試能力： 麵對復雜的係統問題時，能夠從更底層的角度進行分析和排查。 培養底層思維模式： 能夠站在硬件和操作係統的角度思考軟件設計，做齣更優化的架構選擇。 為深入學習打下堅實基礎： 為進一步學習操作係統、編譯原理、計算機網絡、數據庫係統等更高級的主題提供堅實的理論支撐。 本書旨在用通俗易懂的語言，輔以恰當的圖示和示例，將復雜的技術概念化繁為簡。它不是一本“速成”指南，而是一次思維的啓濛之旅，鼓勵讀者保持探索精神，在實踐中不斷加深對計算機係統運作原理的理解，最終實現從“會寫代碼”到“真正理解代碼”的飛躍。

評分☆☆☆☆☆

說實話，一開始拿到這本書，我有點被它的厚度和內容的深度給嚇到瞭。我一直認為自己對計算機已經有瞭一定的瞭解，但這本書徹底刷新瞭我的認知。它就像一位博學的老師，循循善誘地引導我進入計算機科學的殿堂。書中的內容涵蓋瞭計算機係統的方方麵麵，從硬件架構到軟件設計，從底層的匯編語言到高級的應用編程，幾乎無所不包。我尤其被其中關於操作係統和編譯器的章節所震撼。它詳細解釋瞭程序是如何從源代碼一步步變成可執行文件的，以及操作係統是如何管理 CPU、內存和 I/O 設備的。這些內容以前我隻是模糊地知道個大概，但這本書卻給瞭我一個清晰、完整的圖景。書中大量的圖解和實際的例子，讓那些枯燥的技術名詞變得生動起來。我經常會在閱讀的時候，停下來思考作者提齣的問題，或者自己動手去驗證書中的例子。這種主動學習的方式，讓我對知識的掌握更加牢固。這本書的難度確實不低，需要投入大量的時間和精力去理解，但迴報也是巨大的。它讓我對計算機的理解上升到瞭一個新的層次，讓我能夠更自信地麵對各種技術挑戰。

評分☆☆☆☆☆

這本書帶給我的不僅僅是知識的積纍，更是一種思維方式的重塑。它教會我如何跳齣應用層的思維，去審視計算機係統的各個組成部分是如何相互協作的。從最初的數據存儲，到程序的編譯、鏈接、加載，再到最終的執行，每一個環節都充滿瞭精妙的設計。我特彆喜歡書中對存儲器層次結構和緩存一緻性機製的講解，它讓我明白為什麼不同類型的存儲器速度差異如此巨大，以及 CPU 如何通過緩存來彌補這種速度上的差距。這些細節雖然看似微小，但卻直接影響著程序的性能。作者在講解的過程中，並沒有迴避復雜的細節，而是以一種條分縷析的方式呈現齣來，讓讀者能夠理解背後的原理。讀這本書的過程，就像是在解一道道復雜的數學題，每一步都需要嚴密的邏輯和清晰的推理。我發現，一旦理解瞭這些底層原理，很多之前難以理解的技術問題都會迎刃而解。這本書的價值在於它能夠培養一種“探根究底”的學習習慣，讓我不再滿足於知其然，而是追求知其所以然。

評分☆☆☆☆☆

這本書是我近幾年讀過最讓我感到充實的一本書瞭。當我第一次翻開它，就被它宏大的視角和嚴謹的論證所吸引。它不僅僅是一本技術手冊，更像是一次對計算機底層運作機製的深度探索。書中的每一個章節都像一個精巧的齒輪，緊密地咬閤在一起，帶領讀者一步步揭開計算機的神秘麵紗。從數據在內存中的錶示，到程序的執行流程，再到操作係統如何管理資源，每一個概念都得到瞭詳盡的闡述，並且輔以大量的圖示和代碼示例，使得抽象的概念變得具體易懂。我尤其喜歡書中對底層細節的挖掘，例如指令集的實現、緩存的工作原理、虛擬內存的機製等等。這些內容雖然聽起來可能有些枯燥，但一旦你深入其中，就會發現它們是理解整個計算機體係的基石。作者的寫作風格非常獨特，他能夠用非常清晰易懂的語言解釋復雜的技術問題，並且在講解過程中充滿瞭智慧和洞察力。每次閱讀，我都能從中獲得新的啓發，發現之前被忽略的細節，對計算機的理解也隨之加深。這本書的價值不僅僅在於它傳授的知識，更在於它培養的思維方式。它教會我如何去思考問題，如何去分析問題，如何去解決問題。這對於任何一個想要在計算機領域有所建樹的人來說，都是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

我一直都在尋找一本能夠真正讓我“深入”理解計算機的書，而不是停留在錶麵。這本書無疑是我的不二之選。它不像市麵上很多泛泛而談的技術書籍，而是真正地從計算機係統的底層齣發，層層剖析。書中的每一個知識點都講得非常透徹，而且邏輯性極強，環環相扣。我印象最深刻的是關於並發和並行處理的部分，作者用非常形象的比喻和精妙的實例，解釋瞭多綫程、多進程以及它們之間如何協同工作，以及可能遇到的各種問題，比如死鎖和競態條件。這部分內容讓我對現代多核處理器的工作原理有瞭全新的認識。同時，書中對網絡通信的講解也相當精彩，它從 TCP/IP 協議棧的各個層次入手，清晰地解釋瞭數據是如何在網絡上傳輸的。我之前總覺得網絡編程是一門玄學，但讀完這本書，我發現它原來是由一係列清晰的規則和機製構成的。這本書的寫作風格非常嚴謹，同時也充滿瞭啓發性，它不僅教我“是什麼”，更教我“為什麼”。我常常在閱讀過程中，思考作者是如何想到這些深入的分析角度的。

評分☆☆☆☆☆

這本書絕對是計算機領域的一本裏程碑式的著作。它以一種宏觀的視角，係統地闡述瞭計算機係統的構成和運作原理。從比特和字節的本質，到操作係統如何管理硬件資源，再到網絡通信的協議棧，每一個部分都得到瞭深入的剖析。我最欣賞的是作者在講解過程中所展現的嚴謹性和對細節的關注。他能夠將極其復雜的技術概念，通過精巧的設計和生動的比喻，轉化為讀者易於理解的語言。例如，書中對虛擬內存的講解，讓我徹底理解瞭程序是如何在有限的物理內存上運行，以及分頁和分段等機製是如何實現的。這對於理解現代操作係統的內存管理至關重要。這本書的閱讀過程，本身就是一種能力的訓練。它要求讀者具備一定的耐心和專注力，去理解那些抽象的概念，並將其與實際的應用相結閤。我發現，通過閱讀這本書，我不僅增長瞭計算機知識，更重要的是，我的邏輯思維能力和分析問題的能力得到瞭顯著的提升。這本 書，絕對值得所有對計算機係統有深入瞭解需求的人閱讀。

評分☆☆☆☆☆

挺好的，物流不太快，不過還好瞭

評分☆☆☆☆☆

印刷質量很棒，618打摺力度很大，買瞭好幾本，這本是最重要的！

評分☆☆☆☆☆

印刷質量很好，配送速度也很快

評分☆☆☆☆☆

好書

評分☆☆☆☆☆

上課的課本，是正品，就是即便這樣感覺還是有點貴

評分☆☆☆☆☆

書挺好的，值得購買

評分☆☆☆☆☆

不錯，隨便翻瞭一下，內容很豐富，涵蓋計算機係統方方麵麵，值得作為教材和參考書使用。

評分☆☆☆☆☆

這本書有課程視頻，不過是英文版本的，看不懂。

評分☆☆☆☆☆

首先，京東快遞超級慢，第五天纔收到貨，還是跟賣傢溝通後，纔來的，其次，送來的時候快遞破瞭兩個角，書也有磕碰的痕跡，我不曉得是快遞本身問題還是賣傢問題，這本書書邊很粗糙，內容印的還行，鑒於這種情況，我隻會給一星，要怪就怪快遞