正版包郵深入理解計算機係統（原書第3版）電腦程序應用教程書籍計算機係統操作係統開發 pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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店铺：文舟图书专营店

出版社：机械工业出版社

ISBN：9787111544937

商品编码：11185648646

具体描述

定價：139.00元包裝：平裝版次：1 ISBN：9787111544937 齣版時間：2016-11-01 齣版社：機械工業齣版社作  者：(美)蘭德爾?E.布萊恩特(Randal E.Bryant)等深入理解計算機係統（原書第3版）   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 Research Corporation、ACM、IEEE頒發的多項大奬。

  David R. O’Hallaron卡內基梅隆大學電子和計算機工程係教授。在弗吉尼亞大學（University of Virginia）獲得計算機科學的博士學位，2007年-2010年為Intel匹茲堡實驗室主任。他教授本科生和研究生的計算機係統方麵的課程已有20餘年，並和Bryant教授一起開設瞭“計算機係統導論”課程。曾獲得CMU計算機學院頒發的Herbert Simon傑齣教學奬。他主要從事計算機係統領域的研究，與Quake項目成員一起獲得過高性能計算領域中的*高國際奬項——Gordon Bell奬。他目前的工作重點是研究自動分級（autograding）概念，即評價其他程序質量的程序。   第二版銷售突破100000冊，第三版重磅上市！
  理解計算機係統首*書目， 10餘萬程序員的共同選擇
  卡內基-梅隆、北京大學、清華大學、上海交通大學等國內外眾多知名高校選用指定教材
  從程序員視角全麵剖析的實現細節，使讀者深刻理解程序的行為，將所有計算機係統的相關知識融會貫通。
  新版本全麵基於X86-64位處理器
  全新的閱讀和學習體驗：由國內名師錄製章前導讀，使讀者可以瞭解各章的重點內容和知識關聯，形成關於計算機係統的知識架構。並開設瞭本書的網絡社區，讀者可加入社區，獲得本書相關學習資源，瞭解活動信息。適讀人群齣版者的話
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
1.8 係統之間利用網絡通信14
1.9 重要主題16
1.9.1 Amdahl定律16
1.9.2 並發和並行17
1.9.3 計算機係統中抽象的重要性19
1.10 小結20
參考文獻說明20
練習題答案20
第一部分
程序結構和執行

第2章信息的錶示和處理22
2.1 信息存儲24
2.1.1 十六進製錶示法25
2.1.2 字數據大小27
2.1.3 尋址和字節順序29
2.1.4 錶示字符串34
2.1.5 錶示代碼34
2.1.6 布爾代數簡介35
2.1.7 C語言中的位級運算37
2.1.8 C語言中的邏輯運算39
2.1.9 C語言中的移位運算40
2.2 整數錶示41
2.2.1 整型數據類型42
2.2.2 無符號數的編碼43
2.2.3 補碼編碼44
2.2.4 有符號數和無符號數之間的轉換49
2.2.5 C語言中的有符號數與無符號數52
2.2.6 擴展一個數字的位錶示54
2.2.7 截斷數字56
2.2.8 關於有符號數與無符號數的建議58
2.3 整數運算60
2.3.1 無符號加法60
2.3.2 補碼加法62
2.3.3 補碼的非66
2.3.4 無符號乘法67
2.3.5 補碼乘法67
2.3.6 乘以常數70
2.3.7 除以2的冪71
2.3.8 關於整數運算的最後思考74
2.4 浮點數75
2.4.1 二進製小數76
2.4.2 IEEE浮點錶示78
2.4.3 數字示例79
2.4.4 捨入83
2.4.5 浮點運算85
2.4.6 C語言中的浮點數86
2.5 小結87
參考文獻說明88
傢庭作業88
練習題答案97

第3章程序的機器級錶示109
3.1 曆史觀點110
3.2 程序編碼113
3.2.1 機器級代碼113
3.2.2 代碼示例114
3.2.3 關於格式的注解117
3.3 數據格式119
3.4 訪問信息119
3.4.1 操作數指示符121
3.4.2 數據傳送指令122
3.4.3 數據傳送示例125
3.4.4 壓入和彈齣棧數據127
3.5 算術和邏輯操作128
3.5.1 加載有效地址129
3.5.2 一元和二元操作130
3.5.3 移位操作131
3.5.4 討論131
3.5.5 特殊的算術操作133
3.6 控製135
3.6.1 條件碼135
3.6.2 訪問條件碼136
3.6.3 跳轉指令138
3.6.4 跳轉指令的編碼139
3.6.5 用條件控製來實現條件分支…141
3.6.6 用條件傳送來實現條件分支…145
3.6.7 循環149
3.6.8 switch語句159
3.7 過程164
3.7.1 運行時棧164
3.7.2 轉移控製165
3.7.3 數據傳送168
3.7.4 棧上的局部存儲170
3.7.5 寄存器中的局部存儲空間172
3.7.6 遞歸過程174
3.8 數組分配和訪問176
3.8.1 基本原則176
3.8.2 指針運算177
3.8.3 嵌套的數組178
3.8.4 定長數組179
3.8.5 變長數組181
3.9 異質的數據結構183
3.9.1 結構183
3.9.2 聯閤186
3.9.3 數據對齊189
3.10 在機器級程序中將控製與數據結閤起來192
3.10.1 理解指針192
3.10.2 應用：使用GDB調試器193
3.10.3 內存越界引用和緩衝區溢齣194
3.10.4 對抗緩衝區溢齣攻擊198
3.10.5 支持變長棧幀201
3.11 浮點代碼204
3.11.1 浮點傳送和轉換操作205
3.11.2 過程中的浮點代碼209
3.11.3 浮點運算操作210
3.11.4 定義和使用浮點常數212
3.11.5 在浮點代碼中使用位級操作212
3.11.6 浮點比較操作213
3.11.7 對浮點代碼的觀察結論215
3.12 小結216
參考文獻說明216
傢庭作業216
練習題答案226

第4章處理器體係結構243
4.1 Y86-64指令集體係結構245
4.1.1 程序員可見的狀態245
4.1.2 Y86-64指令245
4.1.3 指令編碼246
4.1.4 Y86-64異常250
4.1.5 Y86-64程序251
4.1.6 一些Y86-64指令的詳情255
4.2 邏輯設計和硬件控製語言HCL256
4.2.1 邏輯門257
4.2.2 組閤電路和HCL布爾錶達式257
4.2.3 字級的組閤電路和HCL整數錶達式258
4.2.4 集閤關係261
4.2.5 存儲器和時鍾262
4.3 Y86-64的順序實現264
4.3.1 將處理組織成階段264
4.3.2 SEQ硬件結構272
4.3.3 SEQ的時序274
4.3.4 SEQ階段的實現277
4.4 流水綫的通用原理282
4.4.1 計算流水綫282
4.4.2 流水綫操作的詳細說明284
4.4.3 流水綫的局限性284
4.4.4 帶反饋的流水綫係統287
4.5 Y86-64的流水綫實現288
4.5.1 SEQ+：重新安排計算階段288
4.5.2 插入流水綫寄存器289
4.5.3 對信號進行重新排列和標號292
4.5.4 預測下一個PC293
4.5.5 流水綫冒險295
4.5.6 異常處理306
4.5.7 PIPE各階段的實現308
4.5.8 流水綫控製邏輯314
4.5.9 性能分析322
4.5.10 未完成的工作323
4.6 小結325
參考文獻說明326
傢庭作業327
練習題答案331

第5章優化程序性能341
5.1 優化編譯器的能力和局限性342
5.2 錶示程序性能345
5.3 程序示例347
5.4 消除循環的低效率350
5.5 減少過程調用353
5.6 消除不必要的內存引用354
5.7 理解現代處理器357
5.7.1 整體操作357
5.7.2 功能單元的性能361
5.7.3 處理器操作的抽象模型362
5.8 循環展開366
5.9 提高並行性369
5.9.1 多個纍積變量370
5.9.2 重新結閤變換373
5.10 優化閤並代碼的結果小結377
5.11 一些限製因素378
5.11.1 寄存器溢齣378
5.11.2 分支預測和預測錯誤處罰379
5.12 理解內存性能382
5.12.1 加載的性能382
5.12.2 存儲的性能383
5.13 應用：性能提高技術387
5.14 確認和消除性能瓶頸388
5.14.1 程序剖析388
5.14.2 使用剖析程序來指導優化390
5.15 小結392
參考文獻說明393
傢庭作業393
練習題答案395

部分目錄……   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。
  如果你研究和領會瞭這本書裏的概念，你將開始成為極少數的“牛人”，這些“牛人”知道事情是如何運作的，也知道當事情齣現故障時如何修復。你寫的程序將能夠更好地利用操作係統和係統軟件提供的功能，對各種操作條件和運行時參數都能正確操作，運行起來更快，並能避免齣現使程序容易受到網絡攻擊的缺陷。同時，你也要做好更深入探究的準備，研究像編譯器、計算機體係結構、操作係統、嵌入式係統、網絡互聯和網絡安全這樣的高級題目。
  讀者應具備的背景知識
  本書的重點是執行x86-64機器代碼的係統。對英特爾及其競爭對手而言，x86-64是他們自1978年起，以8086微處理器為代錶，不斷進化的*新成果。按照英特爾微處理器産品綫的命名規則，這類微處理器俗稱為“x86”。隨著半導體技術的演進，單芯片上集成瞭更多的晶體管，這些處理器的計算能力和內存容量有瞭很大的增長。在這個過程中，它們從處理16位字，發展到引入IA32處理器處理32位字，再到*近的x86-64處理64位字。
  我們考慮的是這些機器如何在Linux操作係統上運行C語言程序。Linux是眾多繼承自*初由貝爾實驗室開發的Unix的操作係統中的一種。這類操作係統的其他成員包括Solaris、FreeBSD和MacOS X。近年來，由於Posix和標準Unix規範的標準化努力，這些操作係統保持瞭高度兼容性。因此，本書內容幾乎直接適用於這些“類Unix”操作係統。
  文中包含大量已在Linux係統上編譯和運行過的程序示例。我們假設你能訪問一颱這樣的機器，並且能夠登錄，做一些諸如切換目錄之類的簡單操作。如果你的計算機運行的是Microsoft Windows係統，我們建議你選擇安裝一個虛擬機環境（例如VirtualBox或者VMWare），以便為一種操作係統（客戶OS）編寫的程序能在另一種係統（宿主OS）上運行。
  我們還假設你對C和C++有一定的瞭解。如果你以前隻有Java經驗，那麼你需要付齣更多的努力來完成這種轉換，不過我們也會幫助你。Java和C有相似的語法和控製語句。不過，有一些C語言的特性（特彆是指針、顯式的動態內存分配和格式化I/O）在Java中都是沒有的。所幸的是，C是一個較小的語言，在Brian Kernighan和Dennis Ritchie經典的“K&R;”文獻中得到瞭清晰優美的描述[61]。無論你的編程背景如何，都應該考慮將K&R;作為個人係統藏書的一部分。如果你隻有使用解釋性語言的經驗，如Python、Ruby或Perl，那麼在使用本書之前，需要花費一些時間來學習C。
  本書的前幾章揭示瞭C語言程序和它們相對應的機器語言程序之間的交互作用。機器語言示例都是用運行在x86-64處理器上的GNU GCC編譯器生成的。我們不需要你以前有任何硬件、機器語言或是匯編語言編程的經驗。
  給C語言初學者  關於C編程語言的建議
  為瞭幫助C語言編程背景薄弱（或全無背景）的讀者，我們在書中加入瞭這樣一些專門的注釋來突齣C中一些特彆重要的特性。我們假設你熟悉C++或Java。