📕书籍信息
- 书名：深入理解计算机系统（原书第3版）
- 作者：Randal E.Bryant,David O'Hallaron
- 豆瓣评分：⭐9.8
- 出版社：机械工业出版社
- isbn：9787111544937
- 出版日期：2016-11
- 价格：139.00元
- 豆瓣：深入理解计算机系统（原书第3版）
🌵内容简介
【编辑推荐】：
和第2版相比，本版内容上*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序的机器级支持。
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复杂的控制逻辑，使基于程序数据流表示的程序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，描述了更加强大的链接技术（比如库打桩）。
增加了对信号处理程序更细致的描述，包括异步信号安全的函数等。
采用新函数，更新了与协议无关和线程安全的网络编程。
📣听过的人说…
- 🌞: 很喜欢的书，写得很全面，领我一个小白入门了。也如其名，让我能够从一个程序员的角度理解系统，获益匪浅。二位教授的授课也是循循善诱的，讲得很清楚，有点英语基础也足够了！本书实在是太优美了，案例非常丰富，配有源码，这种配套程度让人感叹二位编者的敬业程度！不过就业所需的知识浓缩在后面1/4，几乎花了我一半的学习时间去理解
- 👻: 挺难的。有些地方没有学习的必要，但还是硬着头皮都啃下来了。后期的温故复习的工作量怕是比读书本身的工作量还要大。
- 👻: 1.大二看的，这本书应该叫计算机系统导论，一点都不深入，就是入门级别的。只要上过C语言、数据结构课就能学这本书了。建议想去大公司的同学在本科期间一定要看看。很多985高校CS本科都开基于这本书的课程了。
2.程序员了解计算机系统的最佳书，串联了多门专业课，以组原和OS为主
3.配套实验很值得做，可以去CSAPP课程官网找Lab。但是还是有一定的难度，可以去网上搜索CSAPP的实验答案
📑书籍章节
- 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
- 1.8 系统之间利用网络通信14
- 1.9 重要主题16
- 1.9.1 Amdahl定律16
- 1.9.2 并发和并行17
- 1.9.3 计算机系统中抽象的重要性19
- 1.10 小结20
- 参考文献说明20
- 练习题答案20
- 第一部分
- 程序结构和执行
- 第2章 信息的表示和处理22
- 2.1 信息存储24
- 2.1.1 十六进制表示法25
- 2.1.2 字数据大小27
- 2.1.3 寻址和字节顺序29
- 2.1.4 表示字符串34
- 2.1.5 表示代码34
- 2.1.6 布尔代数简介35
- 2.1.7 C语言中的位级运算37
- 2.1.8 C语言中的逻辑运算39
- 2.1.9 C语言中的移位运算40
- 2.2 整数表示41
- 2.2.1 整型数据类型42
- 2.2.2 无符号数的编码43
- 2.2.3 补码编码44
- 2.2.4 有符号数和无符号数之间的转换49
- 2.2.5 C语言中的有符号数与无符号数52
- 2.2.6 扩展一个数字的位表示54
- 2.2.7 截断数字56
- 2.2.8 关于有符号数与无符号数的建议58
- 2.3 整数运算60
- 2.3.1 无符号加法60
- 2.3.2 补码加法62
- 2.3.3 补码的非66
- 2.3.4 无符号乘法67
- 2.3.5 补码乘法67
- 2.3.6 乘以常数70
- 2.3.7 除以2的幂71
- 2.3.8 关于整数运算的最后思考74
- 2.4 浮点数75
- 2.4.1 二进制小数76
- 2.4.2 IEEE浮点表示78
- 2.4.3 数字示例79
- 2.4.4 舍入83
- 2.4.5 浮点运算85
- 2.4.6 C语言中的浮点数86
- 2.5 小结87
- 参考文献说明88
- 家庭作业88
- 练习题答案97
- 第3章 程序的机器级表示109
- 3.1 历史观点110
- 3.2 程序编码113
- 3.2.1 机器级代码113
- 3.2.2 代码示例114
- 3.2.3 关于格式的注解117
- 3.3 数据格式119
- 3.4 访问信息119
- 3.4.1 操作数指示符121
- 3.4.2 数据传送指令122
- 3.4.3 数据传送示例125
- 3.4.4 压入和弹出栈数据127
- 3.5 算术和逻辑操作128
- 3.5.1 加载有效地址129
- 3.5.2 一元和二元操作130
- 3.5.3 移位操作131
- 3.5.4 讨论131
- 3.5.5 特殊的算术操作133
- 3.6 控制135
- 3.6.1 条件码135
- 3.6.2 访问条件码136
- 3.6.3 跳转指令138
- 3.6.4 跳转指令的编码139
- 3.6.5 用条件控制来实现条件分支…141
- 3.6.6 用条件传送来实现条件分支…145
- 3.6.7 循环149
- 3.6.8 switch语句159
- 3.7 过程164
- 3.7.1 运行时栈164
- 3.7.2 转移控制165
- 3.7.3 数据传送168
- 3.7.4 栈上的局部存储170
- 3.7.5 寄存器中的局部存储空间172
- 3.7.6 递归过程174
- 3.8 数组分配和访问176
- 3.8.1 基本原则176
- 3.8.2 指针运算177
- 3.8.3 嵌套的数组178
- 3.8.4 定长数组179
- 3.8.5 变长数组181
- 3.9 异质的数据结构183
- 3.9.1 结构183
- 3.9.2 联合186
- 3.9.3 数据对齐189
- 3.10 在机器级程序中将控制与数据结合起来192
- 3.10.1 理解指针192
- 3.10.2 应用：使用GDB调试器193
- 3.10.3 内存越界引用和缓冲区溢出194
- 3.10.4 对抗缓冲区溢出攻击198
- 3.10.5 支持变长栈帧201
- 3.11 浮点代码204
- 3.11.1 浮点传送和转换操作205
- 3.11.2 过程中的浮点代码209
- 3.11.3 浮点运算操作210
- 3.11.4 定义和使用浮点常数212
- 3.11.5 在浮点代码中使用位级操作212
- 3.11.6 浮点比较操作213
- 3.11.7 对浮点代码的观察结论215
- 3.12 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243
- 4.1 Y86-64指令集体系结构245
- 4.1.1 程序员可见的状态245
- 4.1.2 Y86-64指令245
- 4.1.3 指令编码246
- 4.1.4 Y86-64异常250
- 4.1.5 Y86-64程序251
- 4.1.6 一些Y86-64指令的详情255
- 4.2 逻辑设计和硬件控制语言HCL256
- 4.2.1 逻辑门257
- 4.2.2 组合电路和HCL布尔表达式257
- 4.2.3 字级的组合电路和HCL整数表达式258
- 4.2.4 集合关系261
- 4.2.5 存储器和时钟262
- 4.3 Y86-64的顺序实现264
- 4.3.1 将处理组织成阶段264
- 4.3.2 SEQ硬件结构272
- 4.3.3 SEQ的时序274
- 4.3.4 SEQ阶段的实现277
- 4.4 流水线的通用原理282
- 4.4.1 计算流水线282
- 4.4.2 流水线操作的详细说明284
- 4.4.3 流水线的局限性284
- 4.4.4 带反馈的流水线系统287
- 4.5 Y86-64的流水线实现288
- 4.5.1 SEQ+：重新安排计算阶段288
- 4.5.2 插入流水线寄存器289
- 4.5.3 对信号进行重新排列和标号292
- 4.5.4 预测下一个PC293
- 4.5.5 流水线冒险295
- 4.5.6 异常处理306
- 4.5.7 PIPE各阶段的实现308
- 4.5.8 流水线控制逻辑314
- 4.5.9 性能分析322
- 4.5.10 未完成的工作323
- 4.6 小结325
- 参考文献说明326
- 家庭作业327
- 练习题答案331
- 第5章 优化程序性能341
- 5.1 优化编译器的能力和局限性342
- 5.2 表示程序性能345
- 5.3 程序示例347
- 5.4 消除循环的低效率350
- 5.5 减少过程调用353
- 5.6 消除不必要的内存引用354
- 5.7 理解现代处理器357
- 5.7.1 整体操作357
- 5.7.2 功能单元的性能361
- 5.7.3 处理器操作的抽象模型362
- 5.8 循环展开366
- 5.9 提高并行性369
- 5.9.1 多个累积变量370
- 5.9.2 重新结合变换373
- 5.10 优化合并代码的结果小结377
- 5.11 一些限制因素378
- 5.11.1 寄存器溢出378
- 5.11.2 分支预测和预测错误处罚379
- 5.12 理解内存性能382
- 5.12.1 加载的性能382
- 5.12.2 存储的性能383
- 5.13 应用：性能提高技术387
- 5.14 确认和消除性能瓶颈388
- 5.14.1 程序剖析388
- 5.14.2 使用剖析程序来指导优化390
- 5.15 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399
- 6.1 存储技术399
- 6.1.1 随机访问存储器400
- 6.1.2 磁盘存储406
- 6.1.3 固态硬盘414
- 6.1.4 存储技术趋势415
- 6.2 局部性418
- 6.2.1 对程序数据引用的局部性418
- 6.2.2 取指令的局部性419
- 6.2.3 局部性小结420
- 6.3 存储器层次结构421
- 6.3.1 存储器层次结构中的缓存422
- 6.3.2 存储器层次结构概念小结424
- 6.4 高速缓存存储器425
- 6.4.1 通用的高速缓存存储器组织结构425
- 6.4.2 直接映射高速缓存427
- 6.4.3 组相联高速缓存433
- 6.4.4 全相联高速缓存434
- 6.4.5 有关写的问题437
- 6.4.6 一个真实的高速缓存层次结构的解剖438
- 6.4.7 高速缓存参数的性能影响439
- 6.5 编写高速缓存友好的代码440
- 6.6 综合：高速缓存对程序性能的影响444
- 6.6.1 存储器山444
- 6.6.2 重新排列循环以提高空间局部性447
- 6.6.3 在程序中利用局部性450
- 6.7 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
- 在系统上运行程序
- 第7章 链接464
- 7.1 编译器驱动程序465
- 7.2 静态链接466
- 7.3 目标文件466
- 7.4 可重定位目标文件467
- 7.5 符号和符号表468
- 7.6 符号解析470
- 7.6.1 链接器如何解析多重定义的全局符号471
- 7.6.2 与静态库链接475
- 7.6.3 链接器如何使用静态库来解析引用477
- 7.7 重定位478
- 7.7.1 重定位条目479
- 7.7.2 重定位符号引用479
- 7.8 可执行目标文件483
- 7.9 加载可执行目标文件484
- 7.10 动态链接共享库485
- 7.11 从应用程序中加载和链接共享库487
- 7.12 位置无关代码489
- 7.13 库打桩机制492
- 7.13.1 编译时打桩492
- 7.13.2 链接时打桩492
- 7.13.3 运行时打桩494
- 7.14 处理目标文件的工具496
- 7.15 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501
- 8.1 异常502
- 8.1.1 异常处理503
- 8.1.2 异常的类别504
- 8.1.3 Linux/x86-64系统中的异常505
- 8.2 进程508
- 8.2.1 逻辑控制流508
- 8.2.2 并发流509
- 8.2.3 私有地址空间509
- 8.2.4 用户模式和内核模式510
- 8.2.5 上下文切换511
- 8.3 系统调用错误处理512
- 8.4 进程控制513
- 8.4.1 获取进程ID513
- 8.4.2 创建和终止进程513
- 8.4.3 回收子进程516
- 8.4.4 让进程休眠521
- 8.4.5 加载并运行程序521
- 8.4.6 利用fork和execve运行程序524
- 8.5 信号526
- 8.5.1 信号术语527
- 8.5.2 发送信号528
- 8.5.3 接收信号531
- 8.5.4 阻塞和解除阻塞信号532
- 8.5.5 编写信号处理程序533
- 8.5.6 同步流以避免讨厌的并发错误540
- 8.5.7 显式地等待信号543
- 8.6 非本地跳转546
- 8.7 操作进程的工具550
- 8.8 小结550
- 参考文献说明550
- 家庭作业550
- 练习题答案556
- 第9章 虚拟内存559
- 9.1 物理和虚拟寻址560
- 9.2 地址空间560
- 9.3 虚拟内存作为缓存的工具561
- 9.3.1 DRAM缓存的组织结构562
- 9.3.2 页表562
- 9.3.3 页命中563
- 9.3.4 缺页564
- 9.3.5 分配页面565
- 9.3.6 又是局部性救了我们565
- 9.4 虚拟内存作为内存管理的工具565
- 9.5 虚拟内存作为内存保护的工具567
- 9.6 地址翻译567
- 9.6.1 结合高速缓存和虚拟内存570
- 9.6.2 利用TLB加速地址翻译570
- 9.6.3 多级页表571
- 9.6.4 综合：端到端的地址翻译573
- 9.7 案例研究：Intel Core i7/Linux内存系统576
- 9.7.1 Core i7地址翻译576
- 9.7.2 Linux虚拟内存系统580
- 9.8 内存映射582
- 9.8.1 再看共享对象583
- 9.8.2 再看fork函数584
- 9.8.3 再看execve函数584
- 9.8.4 使用mmap函数的用户级内存映射585
- 9.9 动态内存分配587
- 9.9.1 malloc和free函数587
- 9.9.2 为什么要使用动态内存分配589
- 9.9.3 分配器的要求和目标590
- 9.9.4 碎片591
- 9.9.5 实现问题592
- 9.9.6 隐式空闲链表592
- 9.9.7 放置已分配的块593
- 9.9.8 分割空闲块594
- 9.9.9 获取额外的堆内存594
- 9.9.10 合并空闲块594
- 9.9.11 带边界标记的合并595
- 9.9.12 综合：实现一个简单的分配器597
- 9.9.13 显式空闲链表603
- 9.9.14 分离的空闲链表604
- 9.10 垃圾收集605
- 9.10.1 垃圾收集器的基本知识606
- 9.10.2 Mark&Sweep垃圾收集器607
- 9.10.3 C程序的保守Mark&Sweep608
- 9.11 C程序中常见的与内存有关的错误609
- 9.11.1 间接引用坏指针609
- 9.11.2 读未初始化的内存609
- 9.11.3 允许栈缓冲区溢出610
- 9.11.4 假设指针和它们指向的对象是相同大小的610
- 9.11.5 造成错位错误611
- 9.11.6 引用指针，而不是它所指向的对象611
- 9.11.7 误解指针运算611
- 9.11.8 引用不存在的变量612
- 9.11.9 引用空闲堆块中的数据612
- 9.11.10 引起内存泄漏613
- 9.12 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
- 程序间的交互和通信
- 第10章 系统级I/O622 10.1 Unix I/O622
- 10.2 文件623
- 10.3 打开和关闭文件624
- 10.4 读和写文件625
- 10.5 用RIO包健壮地读写626
- 10.5.1 RIO的无缓冲的输入输出函数627
- 10.5.2 RIO的带缓冲的输入函数627
- 10.6 读取文件元数据632
- 10.7 读取目录内容633
- 10.8 共享文件634
- 10.9 I/O重定向637
- 10.10 标准I/O638
- 10.11 综合：我该使用哪些I/O函数？638
- 10.12 小结640
- 参考文献说明640
- 家庭作业640
- 练习题答案641
- 第11章 网络编程642
- 11.1 客户端服务器编程模型642
- 11.2 网络643
- 11.3 全球IP因特网646
- 11.3.1 IP地址647
- 11.3.2 因特网域名649
- 11.3.3 因特网连接651
- 11.4 套接字接口652
- 11.4.1 套接字地址结构653
- 11.4.2 socket函数654
- 11.4.3 connect函数654
- 11.4.4 bind函数654
- 11.4.5 listen函数655
- 11.4.6 accept函数655
- 11.4.7 主机和服务的转换656
- 11.4.8 套接字接口的辅助函数660
- 11.4.9 echo客户端和服务器的示例662
- 11.5 Web服务器665
- 11.5.1 Web基础665
- 11.5.2 Web内容666
- 11.5.3 HTTP事务667
- 11.5.4 服务动态内容669
- 11.6 综合：TINY Web服务器671
- 11.7 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681
- 12.1 基于进程的并发编程682
- 12.2 基于I/O多路复用的并发编程684
- 12.3 基于线程的并发编程691
- 12.4 多线程程序中的共享变量696
- 12.5 用信号量同步线程698
- 12.6 使用线程提高并行性710
- 12.7 其他并发问题716
- 12.8 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
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