計算機是怎樣跑起來的 程序是怎麼跑起來的 基礎編程教程書籍 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[日] 矢澤久雄 著

圖書標籤:

• 計算機原理
• 程序運行機製
• 基礎編程
• 入門教程
• 計算機科學
• 編程基礎
• 底層原理
• 代碼執行
• 操作係統
• 學習編程

店鋪： 華心圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115392275

商品編碼：26849561743

齣版時間：2015-05-01

書名:計算機是怎樣跑起來的

作者：[日]矢澤久雄 著，鬍屹 譯

齣版社：人民郵電齣版社

齣版時間:2015-05-01

版次：1

開本：16開

裝幀：平裝

頁數：258

字數：204000

ISBN：9787115392275

定價：39.00元

作者介紹

dy 章 計算機的原則

1.1 計算機的三個根本性基礎 

1.2 輸入、運算、輸齣是硬件的基礎 

1.3 軟件是指令和數據的集閤 

1.4 對計算機來說什麼都是數字 

1.5 隻要理解瞭原則，即使遇到難懂的技術，也能輕鬆應對 

1.6 為瞭貼近人類，計算機在不斷地進化 

1.7 稍微預習一下第2章 

第2章 試著製造一颱計算機吧 

2.1 製作微型計算機所 需的元件 

2.2 電路圖的讀法 

2.3 連接電源、數據和地址總綫 

2.4 連接I/O 

2.5 連接時鍾信號 

2.6 連接用於區分讀寫對象是內存還是I/O的引腳 

2.7 連接剩餘的控製引腳 

2.8 連接外部設備，通過DMA輸入程序 

2.9 連接用於輸入輸齣的外部設備 

2.10 輸入測試程序並進行調試 

第3章 體驗一次手工匯編 

3.1 從程序員的角度看硬件 

3.2 機器語言和匯編語言 

3.3 Z80 CPU的寄存器結構 

3.4 追蹤程序的運行過程 

3.5 嘗試手工匯編 

3.6 嘗試估算程序的執行時間 

第4章 程序像河水一樣流動著 

4.1 程序的流程分為三種 

4.2 用流程圖錶示程序的流程 

4.3 錶示循環程序塊的“帽子”和“短褲” 

4.4 結構化程序設計 

4.5 畫流程圖來思考算法 

4.6 特殊的程序流程——中斷處理 

4.7 特殊的程序流程——事件驅動 

COLUMN 來自企業培訓現場 電阻顔色代碼的諧音助記口訣 

第5章 與算法成為好朋友的七個要點 

5.1 算法是程序設計的“熟語” 

5.2 要點1：算法中解決問題的步驟是明確且有限的 

5.3 要點2：計算機不靠直覺而是機械地解決問題 

5.4 要點3：瞭解並應用典型算法 

5.5 要點4：利用計算機的處理速度 

5.6 要點5：使用編程技巧提升程序執行速度 

5.7 要點6：找齣數字間的規律 

5.8 要點7：先在紙上考慮算法 

第6章 與數據結構成為好朋友的七個要點 

6.1 要點1：瞭解內存和變量的關係 

6.2 要點2：瞭解作為數據結構基礎的數組 

6.3 要點3：瞭解數組的應用——作為典型算法的數據結構 

6.4 要點4：瞭解並掌握典型數據結構的類型和概念 

6.5 要點5：瞭解棧和隊列的實現方法 

6.6 要點6：瞭解結構體的組成 

6.7 要點7：瞭解鏈錶和二叉樹的實現方法 

第7章 成為會使用麵嚮對象編程的程序員吧 

7.1 麵嚮對象編程 

7.2 對OOP的多種理解方法 

7.3 觀點1：麵嚮對象編程通過把組件拼裝到一起構建程序 

7.4 觀點2：麵嚮對象編程能夠提升程序的開發效率和可維護性 

7.5 觀點3：麵嚮對象編程是適用於程序的開發方法 

7.6 觀點4：麵嚮對象編程就是在為現實世界建模 

7.7 觀點5：麵嚮對象編程可以藉助UML設計程序 

7.8 觀點6：麵嚮對象編程通過在對象間傳遞消息驅動程序 

7.9 觀點7：在麵嚮對象編程中使用繼承、封裝和多態 

7.10 類和對象的區彆 

7.11 類有三種使用方法 

7.12 在Java和.NET中有關OOP的知識不能少 

第8章 一用就會的數據庫 

8.1 數據庫是數據的基地 

8.2 數據文件、DBMS和數據庫應用程序 

8.3 設計數據庫 

8.4 通過拆錶和整理數據實現規範化 

8.5 用主鍵和外鍵在錶間建立關係 

8.6 索引能夠提升數據的檢索速度 

8.7 設計用戶界麵 

8.8 嚮DBMS發送CRUD操作的SQL語句 

8.9 使用數據對象嚮DBMS發送SQL語句 

8.10 事務控製也可以交給DBMS處理 

COLUMN 來自企業培訓現場 培訓新人編程時推薦使用什麼編程語言？ 

第9章 通過七個簡單的實驗理解TCP/IP網絡 

9.1 實驗環境 

9.2 實驗1：查看網卡的MAC地址 

9.3 實驗2：查看計算機的IP地址 

9.4 實驗3：瞭解DHCP服務器的作用 

9.5 實驗4：路由器是數據傳輸過程中的指路人 

9.6 實驗5：查看路由器的路由過程 

9.7 實驗6：DNS服務器可以把主機名解析成IP地址 

9.8 實驗7：查看IP地址和MAC地址的對應關係 

9.9 TCP的作用及TCP/IP網絡的層級模型 

dy 0章 試著加密數據吧 

10.1 先來明確一下什麼是加密 

10.2 錯開字符編碼的加密方式 

10.3 密鑰越長，解密越睏難 

10.4 適用於互聯網的公開密鑰加密技術 

10.5 數字簽名可以證明數據的發送者是誰 

dy 1章 XML究竟是什麼 

11.1 XML是標記語言 

11.2 XML是可擴展的語言 

11.3 XML是元語言 

11.4 XML可以為信息賦予意義 

11.5 XML是通用的數據交換格式 

11.6 可以為XML標簽設定命名空間 

11.7 可以嚴格地定義 XML的文檔結構 

11.8 用於解析XML的組件 

11.9 XML可用於各種各樣的領域 

dy 2章 SE負責監管計算機係統的構建 

12.1 SE是自始至終參與係統開發過程的工程師 

12.2 SE未 擔任過程序員 

12.3 係統開發過程的規範 

12.4 各個階段的工作內容及文檔 

12.5 所謂設計，就是拆解 

12.6 麵嚮對象法簡化瞭係統維護工作 

12.7 技術能力和溝通能力 

12.8 IT不等於引進計算機 

12.9 計算機係統的成功與失敗 

12.10 大幅提升設備利用率的多機備份

B4

《計算機是怎樣跑起來的》倡導在計算機迅速發展、技術不斷革新的今天，迴歸到計算機的基礎知識上。通過探究計算機的本質，提升工程師對計算機的興趣，在麵對復雜的技術時，能夠迅速掌握其要點並靈活運用。

《計算機是怎樣跑起來的》以圖配文，以計算機的原則為開端、相繼介紹瞭計算機的結構、手工匯編、程序流程、算法、數據結構、麵嚮對象編程、數據庫、TCP/IP 網絡、數據加密、XML、計算機係統開發以及SE 的相關知識。本書適閤計算機愛好者和相關從業人員閱讀。

《計算機是怎樣跑起來的》圖文並茂，通俗易懂，常適閤計算機愛好者和相關從業人員閱讀。

《代碼的靈魂：深入理解計算機執行的奧秘》 內容概要： 本書將帶領讀者踏上一段探索計算機世界深層運作機製的旅程。我們不再停留在錶麵，而是深入剖析代碼如何轉化為機器可以理解和執行的指令，以及這些指令如何在計算機硬件中流暢運行。這本書旨在揭示“計算機是怎樣跑起來的”以及“程序是怎麼跑起來的”這兩個核心問題，通過清晰的講解和生動的比喻，讓復雜的計算機原理變得觸手可及。 第一章：比特的舞蹈——數據的本質與錶示 在本章中，我們將從最基礎的層麵開始，探討計算機語言的基石——二進製。 數字的語言： 深入理解十進製數如何被轉換為二進製數，以及反之亦然。我們將學習二進製位的概念，即0和1，以及它們如何組閤成各種數值。 信息的編碼： 瞭解不同類型的數據，如整數、浮點數、字符等，是如何在計算機中用二進製形式錶示的。我們將接觸到ASCII碼、Unicode等字符編碼標準，理解為什麼不同的符號在計算機中有其獨特的二進製“身份”。 邏輯門的基礎： 介紹構成計算機最基本邏輯單元的“門”，如AND、OR、NOT門。我們將看到這些簡單的邏輯門如何組閤起來，實現更復雜的運算，為後續的CPU工作原理打下基礎。 內存的結構： 簡要介紹計算機內存（RAM）的基本概念，理解數據是如何在內存中存儲和讀取的，以及內存地址的作用。 第二章：指令的交響——CPU的內部工作原理 本章將聚焦於計算機的核心——中央處理器（CPU），揭示它如何執行程序指令。 CPU的組成： 介紹CPU的主要組成部分，包括算術邏輯單元（ALU）、控製單元（CU）以及寄存器。我們將詳細闡述它們各自的功能和相互協作的方式。 指令的生命周期： 深入剖析CPU執行一條指令的完整過程，即“取指令-譯碼-執行-寫迴”。我們會詳細講解每個階段的具體操作，理解CPU如何從內存中抓取指令，解析指令的含義，執行相應的計算或數據操作，並將結果存迴。 指令集架構（ISA）： 簡單介紹指令集架構的概念，理解不同CPU傢族（如x86、ARM）擁有不同的指令集，以及這些指令集如何決定CPU能夠執行的操作。 時鍾與頻率： 解釋CPU時鍾的作用，以及時鍾頻率如何影響CPU的執行速度。我們會用形象的比喻來闡釋時鍾脈衝如何驅動CPU的同步操作。 流水綫技術： 介紹CPU內部的流水綫技術，以及它是如何通過重疊指令的執行階段來提高效率的。 第三章：程序的誕生——從高級語言到機器碼 本章將聚焦於程序員編寫的代碼是如何一步步轉化為計算機能夠理解的機器語言的。 編程語言的層級： 介紹不同類型的編程語言，從高級語言（如Python、Java、C++）到低級語言（匯編語言），再到最終的機器碼。 編譯與解釋： 詳細講解編譯和解釋這兩種將高級語言轉換為機器語言的主要方式。我們會對比它們的優缺點，並闡述編譯型語言和解釋型語言的工作流程。 編譯器的工作流程： 深入介紹編譯器的主要階段，包括詞法分析、語法分析、語義分析、中間代碼生成、代碼優化以及目標代碼生成。我們將以一個簡單的代碼片段為例，展示這些階段如何逐一處理代碼。 匯編語言的角色： 介紹匯編語言作為一種人類可讀性相對較高但與機器碼緊密相關的語言，在編程和理解底層機製中的作用。我們會展示一些簡單的匯編指令示例。 鏈接與加載： 解釋在程序執行前，編譯器生成的機器碼文件如何通過鏈接器組閤成可執行文件，以及操作係統如何將可執行文件加載到內存中。 第四章：內存的秩序——數據與指令的存儲管理 本章將深入探討計算機內存的組織方式，以及數據和指令如何在其中被有效地存儲和訪問。 內存的層次結構： 介紹計算機中不同速度和容量的存儲介質，如寄存器、緩存（Cache）、主內存（RAM）和輔助存儲（硬盤）。我們將解釋它們之間的關係以及數據如何在這些層級之間流動。 內存地址與尋址： 詳細講解內存地址的概念，以及CPU如何通過地址來訪問特定的內存單元。 數據結構在內存中的錶示： 探討不同的數據結構（如數組、鏈錶、棧、隊列）在內存中是如何被組織的，以及它們如何影響數據的存取效率。 內存管理： 介紹操作係統是如何管理內存的，包括內存分配、迴收以及虛擬內存的概念。理解這些機製對於理解程序如何共享和訪問內存至關重要。 緩存的工作原理： 深入闡述CPU緩存（L1, L2, L3 Cache）的作用，以及緩存命中率如何影響程序執行速度。我們會用“書架”和“工作颱”的比喻來解釋緩存的重要性。 第五章：操作係統的角色——程序運行的調度者與守護者 本章將揭示操作係統在程序運行過程中扮演的關鍵角色。 操作係統的核心功能： 介紹操作係統的主要職責，包括進程管理、內存管理、文件管理和設備管理。 進程與綫程： 詳細講解進程（Process）和綫程（Thread）的概念，以及它們之間的區彆和聯係。理解多任務處理的原理。 CPU調度： 闡述操作係統如何通過各種調度算法（如先來先服務、短作業優先、時間片輪轉）來分配CPU時間給不同的進程和綫程。 係統調用： 介紹係統調用（System Call）的概念，以及程序如何通過係統調用來請求操作係統提供服務（如文件讀寫、網絡通信）。 中斷與異常處理： 解釋中斷（Interrupt）和異常（Exception）是如何發生的，以及操作係統如何響應和處理這些事件，以確保程序的正常運行和係統的穩定性。 第六章：數據的流動——輸入、輸齣與通信 本章將關注程序如何與外部世界進行交互，包括數據的輸入、輸齣以及與其他設備的通信。 I/O設備與接口： 介紹各種常見的I/O設備（鍵盤、鼠標、顯示器、硬盤、網絡接口）以及它們與計算機通信的接口。 I/O操作的原理： 講解程序如何通過操作係統提供的接口進行數據的讀寫，以及I/O操作的同步與異步模式。 總綫與數據傳輸： 介紹計算機內部的總綫（Bus）是如何連接各個組件，以及數據是如何在CPU、內存和I/O設備之間傳輸的。 網絡通信基礎： 簡要介紹網絡協議（如TCP/IP）的基本概念，以及程序如何通過網絡與其他計算機進行通信。 第七章：性能的追求——優化與效率 本章將探討如何通過各種手段來提升程序的運行效率和計算機的整體性能。 算法優化： 強調選擇高效的算法對於程序性能的重要性，並介紹一些常見的優化技巧。 代碼優化： 討論編譯器優化、手動代碼優化以及利用特定硬件指令集來提升代碼執行速度。 並行與並發： 介紹並行計算（Parallel Computing）和並發（Concurrency）的概念，以及如何利用多核處理器來加速計算。 性能分析工具： 簡要介紹一些常用的性能分析工具，以及如何使用它們來識彆程序的瓶頸。 硬件層麵的優化： 探討內存帶寬、緩存效率、指令流水綫深度等硬件因素對程序性能的影響。 本書的特點： 循序漸進： 從最基礎的概念齣發，逐步深入到復雜的原理，確保讀者能夠一步步建立起對計算機工作原理的認知。 通俗易懂： 運用大量的比喻和實例，將抽象的技術概念具象化，讓非計算機專業背景的讀者也能輕鬆理解。 理論與實踐結閤： 在講解理論知識的同時，會穿插一些簡化的代碼示例（如僞代碼或匯編示例），幫助讀者將理論知識與實際應用聯係起來。 全麵深入： 涵蓋瞭從底層硬件到上層操作係統的多個層麵，力求為讀者構建一個完整的計算機運行機製圖譜。 激發興趣： 通過揭示計算機“幕後”的運作方式，激發讀者對計算機科學的興趣，鼓勵他們進一步探索和學習。 適閤讀者： 對計算機原理充滿好奇的初學者。 希望深入理解代碼執行過程的程序員。 計算機科學和相關專業的學生。 對技術底層運作機製感興趣的任何人士。 本書不僅是一本關於“計算機是怎樣跑起來的”和“程序是怎麼跑起來的”的教程，更是一次對智能機器核心生命的探尋。通過閱讀本書，你將不再僅僅是使用計算機，而是真正理解它，並能更好地駕馭它。

評分☆☆☆☆☆

作為一名想要跨行進入IT領域的職場人士，我深知紮實的理論基礎是多麼重要。市麵上很多編程教程都過於注重語法和框架，而忽略瞭底層原理的講解，這讓我感到不安。這本書恰恰填補瞭我的這個需求。它不僅僅是教授“如何寫代碼”，更是深入淺齣地講解“代碼為什麼能運行”。我最喜歡的部分是它關於“編譯器和解釋器工作原理”的剖析，讓我明白瞭源代碼是如何一步步轉化為機器能夠識彆的語言的。作者用瞭很多圖示和生動的例子，將抽象的概念具體化，比如將詞法分析比作“給單詞分類”，將語法分析比作“搭建句子的骨架”，這些比喻都非常貼切，讓我更容易理解。而且，它還涉及到瞭一些操作係統和計算機網絡的基礎知識，這對於理解現代軟件的運行環境非常有幫助。讀完這本書，我感覺自己看待編程的視角都發生瞭變化，不再僅僅局限於代碼本身，而是能更宏觀地理解整個軟件的運行生態。

評分☆☆☆☆☆

我一直以為編程是一件非常高深的事情，需要極高的智商和多年的沉澱纔能入門。但這本書徹底顛覆瞭我的認知。它以一種非常循序漸進的方式，從最基礎的計算機組成原理講起，一步步引導讀者理解程序是如何被執行的。我尤其欣賞作者在解釋CPU如何執行指令的部分，通過分解CPU的工作流程，比如取指令、譯碼、執行、寫迴，讓我這個完全沒有計算機硬件背景的人也能清晰地理解CPU的運行機製。而且，書中對於各種編程語言的通用底層原理也做瞭深入的剖析，比如棧和堆的內存管理、函數調用機製等等，這些知識點一旦理解透徹，對於學習任何一門新的編程語言都至關重要。我試著去理解瞭它關於“操作係統如何調度進程”的章節，雖然隻是一個簡化版的描述，但已經讓我對多任務處理有瞭更深刻的認識。總而言之，這本書的邏輯非常嚴謹，結構也很清晰，每一章的學習都為下一章打下瞭堅實的基礎，讓我在不知不覺中建立起瞭一個完整的計算機科學知識體係。

評分☆☆☆☆☆

我是一個編程愛好者，平時喜歡搗鼓一些小項目，但總感覺自己的知識體係不夠完善，遇到一些難以解決的性能瓶頸或者bug時，總是束手無策。這本書就像是為我量身定製的“內功心法”。它並沒有教我太多具體的編程技巧，而是將重點放在瞭計算機底層原理的講解上。尤其是關於“內存管理和垃圾迴收機製”的章節，讓我醍醐灌頂。我之前對內存泄漏的問題一直感到睏惑，這本書通過詳細的解釋，讓我明白瞭內存是如何被分配和迴收的，以及如何避免常見的內存問題。此外，它對於“進程間通信”和“綫程同步”的講解也非常精彩，讓我對並發編程有瞭更深刻的認識。我甚至覺得，這本書的內容，即使是那些資深開發者，也未必能完全掌握。它提供的知識點，是一種能夠讓你“知其所以然”的深入理解，而不是簡單的“知其然”。

評分☆☆☆☆☆

從一名對計算機完全陌生的普通用戶，到能夠理解並開始編寫簡單程序的轉變，這本書起到瞭至關重要的作用。它沒有像很多教程那樣上來就講晦澀的語法，而是先從“計算機是什麼”以及“計算機如何處理信息”這樣宏觀的角度切入。我特彆喜歡它用圖文並茂的方式，展示瞭CPU的內部結構以及它如何執行一條條指令的過程，這讓我感覺自己像是擁有瞭一雙透視眼，看到瞭電腦芯片內部繁忙而有序的運行。關於“程序是如何加載到內存並被執行”的章節，可以說是這本書的精華所在。作者通過對程序加載、內存分配、指令執行等一係列步驟的詳細拆解，讓我清晰地認識到瞭一個程序從被寫入硬盤到最終運行在屏幕上，中間經曆瞭多少神奇的轉化。這本書讓我不再僅僅滿足於“使用”計算機，而是開始渴望“理解”它，並且願意為進一步的學習打下堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

這本書簡直是我的編程啓濛聖杯！一直以來，我對計算機內部的運作原理都充滿瞭好奇，但又覺得那些專業的書籍要麼晦澀難懂，要麼過於理論化，讓我望而卻步。直到我遇到瞭它，纔真正體會到“柳暗花明又一村”的感覺。作者用一種極其生動有趣的方式，將原本枯燥的計算機科學概念娓娓道來。我特彆喜歡它關於“數據如何在內存中存儲”的章節，通過一些形象的比喻，讓我瞬間理解瞭二進製和內存地址的概念。而且，書裏提供的代碼示例都非常貼閤實際，我跟著敲瞭一遍，立刻就有瞭成就感。最讓我驚喜的是，這本書並沒有止步於理論，而是花瞭大量篇幅講解如何將這些理論應用到實際編程中。我之前寫代碼總是憑感覺，遇到問題也不知道怎麼調試，這本書就像給瞭我一個“黑客帝國”裏的代碼雨，讓我看到瞭代碼背後的邏輯和流程。尤其是它講解如何構建一個簡單的編譯器和操作係統內核的章節，雖然我知道這隻是一個入門級的介紹，但足以讓我窺見這些龐大係統的冰山一角，激發瞭我深入學習的興趣。