深入理解计算机系统 _生活百科

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深入理解计算机系统【深入理解计算机系统】《深入理解计算机系统》是2016年机械工业出版社的图书，作者是（美）布赖恩特（Bryant,R.E.）。
基本介绍书名：深入理解计算机系统（原书第3版）
作者：（美）布赖恩特（Bryant,R.E.）等
原版名称：Computer Systems:A Programmer's Perspective
译者：龚奕利，贺莲
ISBN：9787111544937
页数：736
定价：139.00元
出版社：机械工业出版社
出版时间：2016-11-15
装帧：平装
开本：16
图书简介《深入理解计算机系统》是理解计算机系统首选书目，是10余万程式设计师的共同选择。卡内基-梅隆、北京大学、清华大学、上海交通大学等国内外众多知名高校选用指定教材。从程式设计师视角全面剖析的实现细节，使读者深刻理解程式的行为，将所有计算机系统的相关知识融会贯通。和第2版相比，本版内容上最大的变化是，从以IA32和x86-64为基础转变为完全以x86-64为基础。主要更新如下：基于x86-64，大量地重写代码，首次介绍对处理浮点数据的程式的机器级支持。处理器体系结构修改为支持64位字和操作的设计。引入更多的功能单元和更複杂的控制逻辑，使基于程式数据流表示的程式性能模型预测更加可靠。扩充关于用GOT和PLT创建与位置无关代码的讨论，描述了更加强大的连结技术（比如库打桩）。增加了对信号处理程式更细緻的描述，包括异步信号安全的函式等。

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採用新函式，更新了与协定无关和执行绪安全的网路编程。内容提要本书主要介绍了计算机系统的基本概念，包括最底层的记忆体中的数据表示、流水线指令的构成、虚拟存储器、编译系统、动态载入库，以及用户套用等。书中提供了大量实际操作，可以帮助读者更好地理解程式执行的方式，改进程式的执行效率。此书以程式设计师的视角全面讲解了计算机系统，深入浅出地介绍了处理器、编译器、作业系统和网路环境，是这一领域的权威之作。

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深入理解计算机系统各个版本本书适合作为计算机及相关专业的本科生教材，同时也适用于编程人员参考阅读。编辑推荐本书主要介绍了计算机系统的基本概念，包括最底层的记忆体中的数据表示、流水线指令的构成、虚拟存储器、编译系统、动态载入库，以及用户套用等。书中提供了大量实际操作，可以帮助读者更好地理解程式执行的方式，改进程式的执行效率。此书以程式设计师的视角全面讲解了计算机系统，深入浅出地介绍了处理器、编译器、作业系统和网路环境，是这一领域的权威之作。

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深入理解计算机系统（英文版·第2版）本书适合作为计算机及相关专业的本科生教材，同时也适用于编程人员参考阅读。作者简介Randal E.Bryant：1981年在麻省理工学院获计算机科学博士学位，现任美国卡内基·梅隆大学计算机学院院长，是ACM和IEEE的双会士，多次获得这两个协会颁发的大奖。Bryant教授从事计算机系统方面的教学工作已超过20年，结合计算机体系结构课程多年的教学经验，他开始把关注点从如何设计计算机转移到如何使用程式设计师在更好地了解系统的情况下编写出更有效、更可靠的程式上来。图书目录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11.1　信息就是位+上下文11.2　程式被其他程式翻译成不同的格式31.3　了解编译系统如何工作是大有益处的41.4　处理器读并解释储存在记忆体中的指令51.4.1　系统的硬体组成51.4.2　运行hello程式71.5　高速快取至关重要91.6　存储设备形成层次结构91.7　作业系统管理硬体101.7.1　进程111.7.2　执行绪121.7.3　虚拟记忆体121.7.4　档案141.8　系统之间利用网路通信141.9　重要主题161.9.1　Amdahl定律161.9.2　并发和并行171.9.3　计算机系统中抽象的重要性191.10　小结20参考文献说明20练习题答案20第一部分程式结构和执行第2章　信息的表示和处理222.1　信息存储242.1.1　十六进制表示法252.1.2　字数据大小272.1.3　定址和位元组顺序292.1.4　表示字元串342.1.5　表示代码342.1.6　布尔代数简介352.1.7　C语言中的位级运算372.1.8　C语言中的逻辑运算392.1.9　C语言中的移位运算402.2　整数表示412.2.1　整型数据类型422.2.2　无符号数的编码432.2.3　补码编码442.2.4　有符号数和无符号数之间的转换492.2.5　C语言中的有符号数与无符号数522.2.6　扩展一个数字的位表示542.2.7　截断数字562.2.8　关于有符号数与无符号数的建议582.3　整数运算602.3.1　无符号加法602.3.2　补码加法622.3.3　补码的非662.3.4　无符号乘法672.3.5　补码乘法672.3.6　乘以常数702.3.7　除以2的幂712.3.8　关于整数运算的最后思考742.4　浮点数752.4.1　二进制小数762.4.2　IEEE浮点表示782.4.3　数字示例792.4.4　捨入832.4.5　浮点运算852.4.6　C语言中的浮点数862.5　小结87参考文献说明88家庭作业88练习题答案97第3章　程式的机器级表示1093.1　历史观点1103.2　程式编码1133.2.1　机器级代码1133.2.2　代码示例1143.2.3　关于格式的注解1173.3　数据格式1193.4　访问信息1193.4.1　运算元指示符1213.4.2　数据传送指令1223.4.3　数据传送示例1253.4.4　压入和弹出栈数据1273.5　算术和逻辑操作1283.5.1　载入有效地址1293.5.2　一元和二元操作1303.5.3　移位操作1313.5.4　讨论1313.5.5　特殊的算术操作1333.6　控制1353.6.1　条件码1353.6.2　访问条件码1363.6.3　跳转指令1383.6.4　跳转指令的编码1393.6.5　用条件控制来实现条件分支…1413.6.6　用条件传送来实现条件分支…1453.6.7　循环1493.6.8　switch语句1593.7　过程1643.7.1　运行时栈1643.7.2　转移控制1653.7.3　数据传送1683.7.4　栈上的局部存储1703.7.5　暂存器中的局部存储空间1723.7.6　递归过程1743.8　数组分配和访问1763.8.1　基本原则1763.8.2　指针运算1773.8.3　嵌套的数组1783.8.4　定长数组1793.8.5　变长数组1813.9　异质的数据结构1833.9.1　结构1833.9.2　联合1863.9.3　数据对齐1893.10　在机器级程式中将控制与数据结合起来1923.10.1　理解指针1923.10.2　套用：使用GDB调试器1933.10.3　记忆体越界引用和缓冲区溢出1943.10.4　对抗缓冲区溢出攻击1983.10.5　支持变长栈帧2013.11　浮点代码2043.11.1　浮点传送和转换操作2053.11.2　过程中的浮点代码2093.11.3　浮点运算操作2103.11.4　定义和使用浮点常数2123.11.5　在浮点代码中使用位级操作2123.11.6　浮点比较操作2133.11.7　对浮点代码的观察结论2153.12　小结216参考文献说明216家庭作业216练习题答案226第4章　处理器体系结构2434.1　Y86-64指令集体系结构2454.1.1　程式设计师可见的状态2454.1.2　Y86-64指令2454.1.3　指令编码2464.1.4　Y86-64异常2504.1.5　Y86-64程式2514.1.6　一些Y86-64指令的详情2554.2　逻辑设计和硬体控制语言HCL2564.2.1　逻辑门2574.2.2　组合电路和HCL布尔表达式2574.2.3　字级的组合电路和HCL整数表达式2584.2.4　集合关係2614.2.5　存储器和时钟2624.3　Y86-64的顺序实现2644.3.1　将处理组织成阶段2644.3.2　SEQ硬体结构2724.3.3　SEQ的时序2744.3.4　SEQ阶段的实现2774.4　流水线的通用原理2824.4.1　计算流水线2824.4.2　流水线操作的详细说明2844.4.3　流水线的局限性2844.4.4　带反馈的流水线系统2874.5　Y86-64的流水线实现2884.5.1　SEQ+：重新安排计算阶段2884.5.2　插入流水线暂存器2894.5.3　对信号进行重新排列和标号2924.5.4　预测下一个PC2934.5.5　流水线冒险2954.5.6　异常处理3064.5.7　PIPE各阶段的实现3084.5.8　流水线控制逻辑3144.5.9　性能分析3224.5.10　未完成的工作3234.6　小结325参考文献说明326家庭作业327练习题答案331第5章　最佳化程式性能3415.1　最佳化编译器的能力和局限性3425.2　表示程式性能3455.3　程式示例3475.4　消除循环的低效率3505.5　减少过程调用3535.6　消除不必要的记忆体引用3545.7　理解现代处理器3575.7.1　整体操作3575.7.2　功能单元的性能3615.7.3　处理器操作的抽象模型3625.8　循环展开3665.9　提高并行性3695.9.1　多个累积变数3705.9.2　重新结合变换3735.10　最佳化合併代码的结果小结3775.11　一些限制因素3785.11.1　暂存器溢出3785.11.2　分支预测和预测错误处罚3795.12　理解记忆体性能3825.12.1　载入的性能3825.12.2　存储的性能3835.13　套用：性能提高技术3875.14　确认和消除性能瓶颈3885.14.1　程式剖析3885.14.2　使用剖析程式来指导最佳化3905.15　小结392参考文献说明393家庭作业393练习题答案395第6章　存储器层次结构3996.1　存储技术3996.1.1　随机访问存储器4006.1.2　磁碟存储4066.1.3　固态硬碟4146.1.4　存储技术趋势4156.2　局部性4186.2.1　对程式数据引用的局部性4186.2.2　取指令的局部性4196.2.3　局部性小结4206.3　存储器层次结构4216.3.1　存储器层次结构中的快取4226.3.2　存储器层次结构概念小结4246.4　高速快取存储器4256.4.1　通用的高速快取存储器组织结构4256.4.2　直接映射高速快取4276.4.3　组相联高速快取4336.4.4　全相联高速快取4346.4.5　有关写的问题4376.4.6　一个真实的高速快取层次结构的解剖4386.4.7　高速快取参数的性能影响4396.5　编写高速快取友好的代码4406.6　综合：高速快取对程式性能的影响4446.6.1　存储器山4446.6.2　重新排列循环以提高空间局部性4476.6.3　在程式中利用局部性4506.7　小结450参考文献说明451家庭作业451练习题答案459第二部分在系统上运行程式第7章　连结4647.1　编译器驱动程式4657.2　静态连结4667.3　目标档案4667.4　可重定位目标档案4677.5　符号和符号表4687.6　符号解析4707.6.1　连结器如何解析多重定义的全局符号4717.6.2　与静态库连结4757.6.3　连结器如何使用静态库来解析引用4777.7　重定位4787.7.1　重定位条目4797.7.2　重定位符号引用4797.8　可执行目标档案4837.9　载入可执行目标档案4847.10　动态连结共享库4857.11　从应用程式中载入和连结共享库4877.12　位置无关代码4897.13　库打桩机制4927.13.1　编译时打桩4927.13.2　连结时打桩4927.13.3　运行时打桩4947.14　处理目标档案的工具4967.15　小结496参考文献说明497家庭作业497练习题答案499第8章　异常控制流5018.1　异常5028.1.1　异常处理5038.1.2　异常的类别5048.1.3　Linux/x86-64系统中的异常5058.2　进程5088.2.1　逻辑控制流5088.2.2　并发流5098.2.3　私有地址空间5098.2.4　用户模式和核心模式5108.2.5　上下文切换5118.3　系统调用错误处理5128.4　进程控制5138.4.1　获取进程ID5138.4.2　创建和终止进程5138.4.3　回收子进程5168.4.4　让进程休眠5218.4.5　载入并运行程式5218.4.6　利用fork和execve运行程式5248.5　信号5268.5.1　信号术语5278.5.2　传送信号5288.5.3　接收信号5318.5.4　阻塞和解除阻塞信号5328.5.5　编写信号处理程式5338.5.6　同步流以避免讨厌的并发错误5408.5.7　显式地等待信号5438.6　非本地跳转5468.7　操作进程的工具5508.8　小结550参考文献说明550家庭作业550练习题答案556第9章　虚拟记忆体5599.1　物理和虚拟定址5609.2　地址空间5609.3　虚拟记忆体作为快取的工具5619.3.1　DRAM快取的组织结构5629.3.2　页表5629.3.3　页命中5639.3.4　缺页5649.3.5　分配页面5659.3.6　又是局部性救了我们5659.4　虚拟记忆体作为记忆体管理的工具5659.5　虚拟记忆体作为记忆体保护的工具5679.6　地址翻译5679.6.1　结合高速快取和虚拟记忆体5709.6.2　利用TLB加速地址翻译5709.6.3　多级页表5719.6.4　综合：端到端的地址翻译5739.7　案例研究：Intel Core i7/Linux记忆体系统5769.7.1　Core i7地址翻译5769.7.2　Linux虚拟记忆体系统5809.8　记忆体映射5829.8.1　再看共享对象5839.8.2　再看fork函式5849.8.3　再看execve函式5849.8.4　使用mmap函式的用户级记忆体映射5859.9　动态记忆体分配5879.9.1　malloc和free函式5879.9.2　为什幺要使用动态记忆体分配5899.9.3　分配器的要求和目标5909.9.4　碎片5919.9.5　实现问题5929.9.6　隐式空闲鍊表5929.9.7　放置已分配的块5939.9.8　分割空闲块5949.9.9　获取额外的堆记忆体5949.9.10　合併空闲块5949.9.11　带边界标记的合併5959.9.12　综合：实现一个简单的分配器5979.9.13　显式空闲鍊表6039.9.14　分离的空闲鍊表6049.10　垃圾收集6059.10.1　垃圾收集器的基本知识6069.10.2　Mark&Sweep垃圾收集器6079.10.3　C程式的保守Mark&Sweep6089.11　C程式中常见的与记忆体有关的错误6099.11.1　间接引用坏指针6099.11.2　读未初始化的记忆体6099.11.3　允许栈缓冲区溢出6109.11.4　假设指针和它们指向的对象是相同大小的6109.11.5　造成错位错误6119.11.6　引用指针，而不是它所指向的对象6119.11.7　误解指针运算6119.11.8　引用不存在的变数6129.11.9　引用空闲堆块中的数据6129.11.10　引起记忆体泄漏6139.12　小结613参考文献说明613家庭作业614练习题答案617第三部分程式间的互动和通信第10章　系统级I/O622　10.1　Unix I/O62210.2　档案62310.3　打开和关闭档案62410.4　读和写档案62510.5　用RIO包健壮地读写62610.5.1　RIO的无缓冲的输入输出函式62710.5.2　RIO的带缓冲的输入函式62710.6　读取档案元数据63210.7　读取目录内容63310.8　已分享档案63410.9　I/O重定向63710.10　标準I/O63810.11　综合：我该使用哪些I/O函式？63810.12　小结640参考文献说明640家庭作业640练习题答案641第11章　网路编程64211.1　客户端伺服器编程模型64211.2　网路64311.3　全球IP网际网路64611.3.1　IP位址64711.3.2　网际网路域名64911.3.3　网际网路连线65111.4　套接字接口65211.4.1　套接字地址结构65311.4.2　socket函式65411.4.3　connect函式65411.4.4　bind函式65411.4.5　listen函式65511.4.6　accept函式65511.4.7　主机和服务的转换65611.4.8　套接字接口的辅助函式66011.4.9　echo客户端和伺服器的示例66211.5　Web伺服器66511.5.1　Web基础66511.5.2　Web内容66611.5.3　HTTP事务66711.5.4　服务动态内容66911.6　综合：TINY Web伺服器67111.7　小结678参考文献说明678家庭作业678练习题答案679第12章　并发编程68112.1　基于进程的并发编程68212.2　基于I/O多路复用的并发编程68412.3　基于执行绪的并发编程69112.4　多执行绪程式中的共享变数69612.5　用信号量同步执行绪69812.6　使用执行绪提高并行性71012.7　其他并发问题71612.8　小结722参考文献说明723家庭作业723练习题答案726附录A　错误处理729参考文献733编辑推荐This book; Computer Systems: A Programmer's Perspective (CS:APP), is for programmers who want to improve their skills by learning what is going on "under the hood" of a computer system. . Our aim is to explain the enduring concepts underlying all computer systems, and to show you the concrete ways that these ideas affect the correctness, performance, and utility of your application programs. Unlike other systems books, which are written primarily for system builders, this book is written for programmers, from a programmer's perspective. If..