深入理解计算机系统（原书第3版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 兰德尔·E.布莱恩特(RandalE.Bry 著

图书标签:

• 计算机系统
• 操作系统
• 编译原理
• 计算机组成原理
• 汇编语言
• 底层原理
• CSAPP
• 深入理解计算机系统
• 计算机科学
• 经典教材

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出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111544937

商品编码：26008118157

出版时间：2016-11-01

作  者:(美)兰德尔·E.布莱恩特(Randal E.Bryant) 等 著；龚奕利,贺莲 译 定  价:139 出 版 社:机械工业出版社 出版日期:2016年11月01日 页  数:737 装  帧:平装 ISBN:9787111544937 ●出版者的话
●中文版序一
●中文版序二
●译者序
●前言
●关于作者
●第1章计算机系统漫游1
●1.1信息就是位+上下文1
●1.2程序被其他程序翻译成不同的格式3
●1.3了解编译系统如何工作是大有益处的4
●1.4处理器读并解释储存在内存中的指令5
●1.4.1系统的硬件组成5
●1.4.2运行hello程序7
●1.5高速缓存至关重要9
●1.6存储设备形成层次结构9
●1.7操作系统管理硬件10
●1.7.1进程11
●1.7.2线程12
●1.7.3虚拟内存12
●1.7.4文件14
●部分目录

内容简介

本书是将计算机软件和硬件理论结合讲述的经典教程，内容覆盖计算机导论、体系结构和处理器设计等多门课程。本书的大优点是为程序员描述计算机系统的实现细节，通过描述程序是如何映射到系统上，以及程序是如何执行的，使读者更好地理解程序的行为为什么是这样的，以及造成效率低下的原因。 (美)兰德尔·E.布莱恩特(Randal E.Bryant) 等 著；龚奕利,贺莲 译 Randal E.Bryant 1981年于麻省理工学院获得计算机博士学位，1984年至今一直任教于卡内基-梅隆大学。现任卡内基-梅隆大学计算机科学学院院长、教授，同时还受邀任教于电子和计算机工程系。他从事本科生和研究生计算机系统方面课程的教学近40年。他和O’Hallaron教授一起在卡内基梅隆大学开设了15-213课程“计算机系统导论”，那便是本书的基础。他还是ACM院士、IEEE院士、美国国家工程院院士和美国人文与科学研究院院士。其研究成果被Intel、IBM、Fujitsu和Microsoft等主要计算机制造商使用，他还因研究获得过Semiconductor&nbs;等 前言本书（简称CS:APP）的主要读者是计算机科学家、计算机工程师，以及那些想通过学习计算机系统的内在运作而能够写出更好程序的人。
    我们的目的是解释所有计算机系统的本质概念，并向你展示这些概念是如何实实在在地影响应用程序的正确性、性能和实用性的。其他的系统类书籍都是从构建者的角度来写的，讲述如何实现硬件或系统软件，包括操作系统、编译器和网络接口。而本书是从程序员的角度来写的，讲述应用程序员如何能够利用系统知识来编写出更好的程序。当然，学习一个计算机系统应该做些什么，是学习如何构建一个计算机系统的很好的出发点，所以，对于希望继续学习系统软硬件实现的人来说，本书也是一本很有价值的介绍性读物。大多数系统书籍还倾向于重点关注系统的某一个方面，比如：硬件架构、操作系统、编译器或者网络。本书则以程序员的视角统一覆盖了上述所有方面的内容。
等

《代码的秘密：深入探寻软件运行的底层逻辑》 内容简介 我们每天都在使用由无数行代码构建的数字世界。从智能手机上的应用程序到支撑互联网运行的庞大服务器，代码无处不在，塑造着我们的生活方式、工作模式乃至思维习惯。然而，对于绝大多数使用者而言，代码及其背后的运作机制，如同被一层神秘的面纱所笼罩。我们享受着便利，却鲜少探究这背后究竟是如何实现的。 《代码的秘密：深入探寻软件运行的底层逻辑》这本书，旨在揭开这层神秘的面纱，带领读者一步步走进软件运行的深层世界。它并非一本枯燥的技术手册，而是一次引人入胜的探索之旅，将复杂的计算机原理，以清晰、生动、富有逻辑的方式呈现。本书的目标是让每一个对技术感到好奇的人，无论其背景如何，都能对软件如何从一行行文本变成实际运行的程序，有一个深刻的理解。 本书的叙事围绕着“理解”二字展开。我们不仅仅满足于知道“是什么”，更要追溯“为什么”和“怎么做”。我们将从最基础的概念出发，层层递进，触及计算机系统运作的核心要素。 第一部分：指令的起点——从文本到机器的转化 故事的开端，是我们最为熟悉的“代码”。但代码并不是计算机可以直接理解的语言。本书将详细解析，从我们用各种高级编程语言（如C、Python等）编写的源代码，是如何经过一系列精密的操作，最终转化为计算机处理器能够识别和执行的机器指令。 编译器与解释器的奥秘： 我们将深入剖析编译器和解释器的工作原理。了解它们如何解析源代码的语法和语义，进行优化，并最终生成可执行的机器码。这部分内容将带领读者认识抽象的编程语言与具体的硬件指令之间的桥梁。 指令集架构（ISA）的语言： 每一款处理器都有其独特的“语言”，即指令集架构。本书将介绍常见的ISA，如x86-64，并解释处理器如何理解和执行这些指令，例如加载数据、进行算术运算、分支跳转等。我们将看到，看似复杂的程序，最终都可以分解为一系列简单的、低级的机器指令。 内存模型的构建： 程序运行离不开内存。我们将探讨内存是如何被组织和管理的，包括栈（Stack）、堆（Heap）以及静态存储区域。理解变量在内存中的存储方式，函数调用如何创建栈帧，以及动态内存分配的机制，对于理解程序的行为至关重要。 第二部分：数据与运算——信息在处理器中的流动 一旦指令被加载到处理器中，它们便开始对数据进行各种操作。这一部分将聚焦于数据在处理器内部的表示、处理以及信息的流动。 二进制的智慧： 计算机世界的一切都基于二进制。本书将深入讲解数字、字符、逻辑值等各种信息是如何在二进制中表示的，以及位运算、逻辑运算等基础操作是如何实现的。理解二进制是理解所有后续内容的基础。 处理器的高速通道——寄存器： 处理器内部拥有数量有限但速度极快的存储单元——寄存器。我们将了解寄存器的作用，它们如何存储正在被处理的数据和指令地址，以及处理器如何高效地利用寄存器来加速运算。 算术逻辑单元（ALU）的魔法： ALU是处理器的心脏，负责执行所有的算术和逻辑运算。本书将揭示ALU内部如何实现加减乘除、与或非等基本操作，以及这些操作如何组合起来完成复杂的计算任务。 数据通路与控制流： 数据如何在处理器内部各个部件之间传递？指令的执行顺序是如何被控制的？我们将分析处理器的内部数据通路，以及控制单元如何协调指令的提取、解码和执行，确保程序按照预定的逻辑运行。 第三部分：程序的生命周期——从启动到退出的全过程 一个程序并不仅仅是在处理器上运行的指令集合，它还需要操作系统的协调与支持，才能完成从启动到退出的整个生命周期。 操作系统：程序运行的舞台： 操作系统扮演着协调者和管理者。本书将探讨操作系统如何管理进程，包括进程的创建、调度和终止。我们将了解虚拟内存的概念，它是如何让每个程序都以为自己拥有独占的内存空间，并防止程序之间的互相干扰。 内存管理单元（MMU）的角色： MMU是硬件和操作系统之间的一道关键屏障，它负责将虚拟地址转换为物理地址，并执行内存访问权限的检查。我们将解析MMU的工作机制，理解它如何支持虚拟内存的实现，并保障系统的安全与稳定。 系统调用：程序与内核的对话： 程序需要通过系统调用来请求操作系统提供的服务，例如读写文件、创建进程、进行网络通信等。本书将详细介绍系统调用的概念，以及它们是如何在用户模式和内核模式之间切换的。 链接与加载：组装程序的积木： 复杂的程序通常由多个源文件编译而成，并且会依赖外部库。我们将探讨链接器（Linker）如何将这些分散的代码组合成一个可执行文件，以及加载器（Loader）如何在程序运行时将其载入内存并做好准备。 第四部分：高级主题与性能洞察 在掌握了基础原理之后，本书还将触及一些更高级的主题，帮助读者深入理解现代计算机系统的性能瓶颈和优化方法。 缓存的智慧：加速数据访问： 现代处理器拥有多级缓存，以弥合处理器速度与内存速度之间的巨大差距。本书将详细解析缓存的工作原理，包括缓存命中与不命中，以及它们对程序性能的影响。 指令流水线与并行性： 为了提高执行效率，处理器采用了指令流水线技术，允许指令的各个阶段重叠执行。我们将探讨流水线的工作方式，以及超标量处理器、多核处理器等并行计算的概念，它们如何让计算机同时处理更多任务。 中断与异常处理：应对意外事件： 程序运行过程中，可能会发生各种中断（如I/O完成）和异常（如除零错误）。本书将解释这些事件是如何被处理器和操作系统处理的，以及它们在系统中的重要作用。 《代码的秘密：深入探寻软件运行的底层逻辑》并非仅仅陈述事实，而是通过大量的图示、类比和实例，将抽象的计算机概念具象化。它鼓励读者动手实践，通过阅读汇编代码、使用调试器等方式，亲身体验程序运行的每一个环节。本书适合对计算机科学充满好奇的学生、软件工程师、系统管理员，以及任何希望深入了解数字世界背后运作逻辑的读者。它将为你打开一扇通往更高层次理解的大门，让你不仅能编写代码，更能理解代码的生命，洞察软件运行的深层奥秘。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对计算机技术有浓厚兴趣的学习者，我一直在寻找一本能够系统性讲解计算机底层知识的书籍。之前接触过一些关于操作系统、编译原理的书籍，但总觉得知识点之间有些零散，不够连贯。这本书的名字《深入理解计算机系统》让我眼前一亮，它直接点明了核心主题，并且“原书第3版”的标签也暗示了其内容的成熟度和权威性。我期待它能够像一位资深的导师，一步步引导我走进计算机的“心脏”，让我明白那些我们习以为常的功能背后，隐藏着怎样的精妙设计和工程智慧。我希望能够从中学习到关于数据表示、程序执行、内存管理、链接、I/O等一系列 fundamental 的概念，并理解它们之间是如何相互关联、协同工作的。对我来说，这本书不仅仅是学习知识，更是一种对计算机系统“求真务实”精神的致敬。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计就足够吸引我了，沉甸甸的质感，简洁大方的字体，仿佛预示着里面蕴含着深厚的知识。我一直对计算机的底层运作原理充满好奇，但市面上很多书籍要么过于理论化，要么过于碎片化，很难建立起一个完整的知识体系。这次偶然看到这本书，名字就透着一股“硬核”的味道，让我觉得它可能会解答我一直以来的一些困惑。想象一下，翻开书页，文字如同涓涓细流，一点点渗透到大脑深处，将那些抽象的概念具象化，让冰冷的二进制代码在我脑海中跳跃出鲜活的图景。我期待它能像一位经验丰富的向导，带领我穿越计算机的幽深密林，领略那些隐藏在日常使用背后的精妙设计。我尤其希望能从中学到如何更有效地优化我的程序，理解不同硬件架构的差异是如何影响性能的，以及在面对复杂系统问题时，如何能够从根源上进行分析和解决。总而言之，这本书给我一种“值得深入挖掘”的信号，我迫不及待地想开始这场探险。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的第一印象是“权威感”。封面上“原书第3版”的字样，就说明它经过了时间的检验和读者的反馈，不是那种昙花一现的“新潮”书籍。我一直认为，对于计算机这样一门不断发展的学科，能够经受住时间考验的书籍，其内容往往更加经典和深刻。我期待这本书能够提供一种系统性的学习路径，帮助我从最基本的层面理解计算机的工作原理。我希望它能讲解清楚，为什么我们写的代码最终能够被计算机执行，这中间经历了哪些转换过程。同时，我也想了解不同层次的抽象是如何构建起来的，比如，我们编写的高级语言代码，是如何一步步变成机器能够理解的二进制指令的。我希望这本书能够帮助我建立起对计算机系统一个全面而深入的理解，就像是在建造一座宏伟的建筑，首先要了解其结构和材料。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本厚重的书，第一感觉就是“内容一定很扎实”。市面上很多技术书籍，虽然名字听起来很厉害，但翻开来看，内容要么浅尝辄止，要么充斥着各种“术语堆砌”，读完感觉知识点没吸收多少，反而是一头雾水。而这本书的名字《深入理解计算机系统》，就直接点出了它的核心价值。我希望它能让我明白，我们平时使用的软件，背后究竟是怎样一幅庞大的工程。从CPU如何执行指令，到内存如何管理数据，再到操作系统如何协调一切，这些基础知识对我来说至关重要。我希望能通过这本书，建立起对计算机系统更宏观、更系统的认识。就像盖房子，如果只知道怎么粉刷墙壁，却不知道地基有多重要，那么房子迟早会出问题。这本书，我希望它就是那本教我打地基的“秘籍”。我想了解那些隐藏在代码背后的“魔法”，理解为什么有些代码会运行得飞快，而有些却慢如蜗牛。

评分☆☆☆☆☆

初次看到这本书，就被它厚重的体积和“深入理解”的标题所吸引。我一直觉得，要想真正驾驭计算机这门技术，仅仅停留在应用层面是远远不够的，必须要有对底层原理的深刻理解。很多时候，当我们遇到一些棘手的性能问题或者bug时，如果不能追溯到系统的深层原因，往往会陷入“头痛医头，脚痛医脚”的困境。我希望这本书能够提供一个清晰、严谨的框架，帮助我建立起对计算机系统的全局观。我期待它能详细阐述从硬件到软件的各个层次是如何协同工作的，例如，CPU如何处理指令，内存如何存储数据，操作系统如何管理资源，以及网络通信是如何实现的等等。我希望通过阅读这本书，能够提升我解决复杂技术问题的能力，并且在未来进行系统设计和开发时，能够有更扎实的基础和更明智的决策。