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
• 計算機科學
• 經典教材

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齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111544937

商品編碼：26008118157

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

《代碼的秘密：深入探尋軟件運行的底層邏輯》 內容簡介 我們每天都在使用由無數行代碼構建的數字世界。從智能手機上的應用程序到支撐互聯網運行的龐大服務器，代碼無處不在，塑造著我們的生活方式、工作模式乃至思維習慣。然而，對於絕大多數使用者而言，代碼及其背後的運作機製，如同被一層神秘的麵紗所籠罩。我們享受著便利，卻鮮少探究這背後究竟是如何實現的。 《代碼的秘密：深入探尋軟件運行的底層邏輯》這本書，旨在揭開這層神秘的麵紗，帶領讀者一步步走進軟件運行的深層世界。它並非一本枯燥的技術手冊，而是一次引人入勝的探索之旅，將復雜的計算機原理，以清晰、生動、富有邏輯的方式呈現。本書的目標是讓每一個對技術感到好奇的人，無論其背景如何，都能對軟件如何從一行行文本變成實際運行的程序，有一個深刻的理解。 本書的敘事圍繞著“理解”二字展開。我們不僅僅滿足於知道“是什麼”，更要追溯“為什麼”和“怎麼做”。我們將從最基礎的概念齣發，層層遞進，觸及計算機係統運作的核心要素。 第一部分：指令的起點——從文本到機器的轉化 故事的開端，是我們最為熟悉的“代碼”。但代碼並不是計算機可以直接理解的語言。本書將詳細解析，從我們用各種高級編程語言（如C、Python等）編寫的源代碼，是如何經過一係列精密的操作，最終轉化為計算機處理器能夠識彆和執行的機器指令。 編譯器與解釋器的奧秘： 我們將深入剖析編譯器和解釋器的工作原理。瞭解它們如何解析源代碼的語法和語義，進行優化，並最終生成可執行的機器碼。這部分內容將帶領讀者認識抽象的編程語言與具體的硬件指令之間的橋梁。 指令集架構（ISA）的語言： 每一款處理器都有其獨特的“語言”，即指令集架構。本書將介紹常見的ISA，如x86-64，並解釋處理器如何理解和執行這些指令，例如加載數據、進行算術運算、分支跳轉等。我們將看到，看似復雜的程序，最終都可以分解為一係列簡單的、低級的機器指令。 內存模型的構建： 程序運行離不開內存。我們將探討內存是如何被組織和管理的，包括棧（Stack）、堆（Heap）以及靜態存儲區域。理解變量在內存中的存儲方式，函數調用如何創建棧幀，以及動態內存分配的機製，對於理解程序的行為至關重要。 第二部分：數據與運算——信息在處理器中的流動 一旦指令被加載到處理器中，它們便開始對數據進行各種操作。這一部分將聚焦於數據在處理器內部的錶示、處理以及信息的流動。 二進製的智慧： 計算機世界的一切都基於二進製。本書將深入講解數字、字符、邏輯值等各種信息是如何在二進製中錶示的，以及位運算、邏輯運算等基礎操作是如何實現的。理解二進製是理解所有後續內容的基礎。 處理器的高速通道——寄存器： 處理器內部擁有數量有限但速度極快的存儲單元——寄存器。我們將瞭解寄存器的作用，它們如何存儲正在被處理的數據和指令地址，以及處理器如何高效地利用寄存器來加速運算。 算術邏輯單元（ALU）的魔法： ALU是處理器的心髒，負責執行所有的算術和邏輯運算。本書將揭示ALU內部如何實現加減乘除、與或非等基本操作，以及這些操作如何組閤起來完成復雜的計算任務。 數據通路與控製流： 數據如何在處理器內部各個部件之間傳遞？指令的執行順序是如何被控製的？我們將分析處理器的內部數據通路，以及控製單元如何協調指令的提取、解碼和執行，確保程序按照預定的邏輯運行。 第三部分：程序的生命周期——從啓動到退齣的全過程 一個程序並不僅僅是在處理器上運行的指令集閤，它還需要操作係統的協調與支持，纔能完成從啓動到退齣的整個生命周期。 操作係統：程序運行的舞颱： 操作係統扮演著協調者和管理者。本書將探討操作係統如何管理進程，包括進程的創建、調度和終止。我們將瞭解虛擬內存的概念，它是如何讓每個程序都以為自己擁有獨占的內存空間，並防止程序之間的互相乾擾。 內存管理單元（MMU）的角色： MMU是硬件和操作係統之間的一道關鍵屏障，它負責將虛擬地址轉換為物理地址，並執行內存訪問權限的檢查。我們將解析MMU的工作機製，理解它如何支持虛擬內存的實現，並保障係統的安全與穩定。 係統調用：程序與內核的對話： 程序需要通過係統調用來請求操作係統提供的服務，例如讀寫文件、創建進程、進行網絡通信等。本書將詳細介紹係統調用的概念，以及它們是如何在用戶模式和內核模式之間切換的。 鏈接與加載：組裝程序的積木： 復雜的程序通常由多個源文件編譯而成，並且會依賴外部庫。我們將探討鏈接器（Linker）如何將這些分散的代碼組閤成一個可執行文件，以及加載器（Loader）如何在程序運行時將其載入內存並做好準備。 第四部分：高級主題與性能洞察 在掌握瞭基礎原理之後，本書還將觸及一些更高級的主題，幫助讀者深入理解現代計算機係統的性能瓶頸和優化方法。 緩存的智慧：加速數據訪問： 現代處理器擁有多級緩存，以彌閤處理器速度與內存速度之間的巨大差距。本書將詳細解析緩存的工作原理，包括緩存命中與不命中，以及它們對程序性能的影響。 指令流水綫與並行性： 為瞭提高執行效率，處理器采用瞭指令流水綫技術，允許指令的各個階段重疊執行。我們將探討流水綫的工作方式，以及超標量處理器、多核處理器等並行計算的概念，它們如何讓計算機同時處理更多任務。 中斷與異常處理：應對意外事件： 程序運行過程中，可能會發生各種中斷（如I/O完成）和異常（如除零錯誤）。本書將解釋這些事件是如何被處理器和操作係統處理的，以及它們在係統中的重要作用。 《代碼的秘密：深入探尋軟件運行的底層邏輯》並非僅僅陳述事實，而是通過大量的圖示、類比和實例，將抽象的計算機概念具象化。它鼓勵讀者動手實踐，通過閱讀匯編代碼、使用調試器等方式，親身體驗程序運行的每一個環節。本書適閤對計算機科學充滿好奇的學生、軟件工程師、係統管理員，以及任何希望深入瞭解數字世界背後運作邏輯的讀者。它將為你打開一扇通往更高層次理解的大門，讓你不僅能編寫代碼，更能理解代碼的生命，洞察軟件運行的深層奧秘。

評分☆☆☆☆☆

這本書給我的第一印象是“權威感”。封麵上“原書第3版”的字樣，就說明它經過瞭時間的檢驗和讀者的反饋，不是那種曇花一現的“新潮”書籍。我一直認為，對於計算機這樣一門不斷發展的學科，能夠經受住時間考驗的書籍，其內容往往更加經典和深刻。我期待這本書能夠提供一種係統性的學習路徑，幫助我從最基本的層麵理解計算機的工作原理。我希望它能講解清楚，為什麼我們寫的代碼最終能夠被計算機執行，這中間經曆瞭哪些轉換過程。同時，我也想瞭解不同層次的抽象是如何構建起來的，比如，我們編寫的高級語言代碼，是如何一步步變成機器能夠理解的二進製指令的。我希望這本書能夠幫助我建立起對計算機係統一個全麵而深入的理解，就像是在建造一座宏偉的建築，首先要瞭解其結構和材料。

評分☆☆☆☆☆

初次看到這本書，就被它厚重的體積和“深入理解”的標題所吸引。我一直覺得，要想真正駕馭計算機這門技術，僅僅停留在應用層麵是遠遠不夠的，必須要有對底層原理的深刻理解。很多時候，當我們遇到一些棘手的性能問題或者bug時，如果不能追溯到係統的深層原因，往往會陷入“頭痛醫頭，腳痛醫腳”的睏境。我希望這本書能夠提供一個清晰、嚴謹的框架，幫助我建立起對計算機係統的全局觀。我期待它能詳細闡述從硬件到軟件的各個層次是如何協同工作的，例如，CPU如何處理指令，內存如何存儲數據，操作係統如何管理資源，以及網絡通信是如何實現的等等。我希望通過閱讀這本書，能夠提升我解決復雜技術問題的能力，並且在未來進行係統設計和開發時，能夠有更紮實的基礎和更明智的決策。

評分☆☆☆☆☆

拿到這本厚重的書，第一感覺就是“內容一定很紮實”。市麵上很多技術書籍，雖然名字聽起來很厲害，但翻開來看，內容要麼淺嘗輒止，要麼充斥著各種“術語堆砌”，讀完感覺知識點沒吸收多少，反而是一頭霧水。而這本書的名字《深入理解計算機係統》，就直接點齣瞭它的核心價值。我希望它能讓我明白，我們平時使用的軟件，背後究竟是怎樣一幅龐大的工程。從CPU如何執行指令，到內存如何管理數據，再到操作係統如何協調一切，這些基礎知識對我來說至關重要。我希望能通過這本書，建立起對計算機係統更宏觀、更係統的認識。就像蓋房子，如果隻知道怎麼粉刷牆壁，卻不知道地基有多重要，那麼房子遲早會齣問題。這本書，我希望它就是那本教我打地基的“秘籍”。我想瞭解那些隱藏在代碼背後的“魔法”，理解為什麼有些代碼會運行得飛快，而有些卻慢如蝸牛。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就足夠吸引我瞭，沉甸甸的質感，簡潔大方的字體，仿佛預示著裏麵蘊含著深厚的知識。我一直對計算機的底層運作原理充滿好奇，但市麵上很多書籍要麼過於理論化，要麼過於碎片化，很難建立起一個完整的知識體係。這次偶然看到這本書，名字就透著一股“硬核”的味道，讓我覺得它可能會解答我一直以來的一些睏惑。想象一下，翻開書頁，文字如同涓涓細流，一點點滲透到大腦深處，將那些抽象的概念具象化，讓冰冷的二進製代碼在我腦海中跳躍齣鮮活的圖景。我期待它能像一位經驗豐富的嚮導，帶領我穿越計算機的幽深密林，領略那些隱藏在日常使用背後的精妙設計。我尤其希望能從中學到如何更有效地優化我的程序，理解不同硬件架構的差異是如何影響性能的，以及在麵對復雜係統問題時，如何能夠從根源上進行分析和解決。總而言之，這本書給我一種“值得深入挖掘”的信號，我迫不及待地想開始這場探險。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對計算機技術有濃厚興趣的學習者，我一直在尋找一本能夠係統性講解計算機底層知識的書籍。之前接觸過一些關於操作係統、編譯原理的書籍，但總覺得知識點之間有些零散，不夠連貫。這本書的名字《深入理解計算機係統》讓我眼前一亮，它直接點明瞭核心主題，並且“原書第3版”的標簽也暗示瞭其內容的成熟度和權威性。我期待它能夠像一位資深的導師，一步步引導我走進計算機的“心髒”，讓我明白那些我們習以為常的功能背後，隱藏著怎樣的精妙設計和工程智慧。我希望能夠從中學習到關於數據錶示、程序執行、內存管理、鏈接、I/O等一係列 fundamental 的概念，並理解它們之間是如何相互關聯、協同工作的。對我來說，這本書不僅僅是學習知識，更是一種對計算機係統“求真務實”精神的緻敬。