具体描述
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《代码的奥秘：数字世界的底层逻辑与架构设计》 内容简介 在信息技术飞速发展的今天，我们每天都在享受着软件与硬件带来的便利，然而，驱动这一切的底层代码和精妙的系统架构，对于大多数人而言，仍然笼罩在一层神秘的面纱之后。《代码的奥秘：数字世界的底层逻辑与架构设计》旨在揭开这层面纱，深入浅出地剖析现代计算科学中最核心、最基础的概念、原理与实践方法。本书不仅面向计算机科学专业的学生和初级工程师，更适合所有对“数字世界如何运转”怀有强烈好奇心的技术爱好者和跨界管理者。 第一部分：数字世界的基石——计算机体系结构与数据表示 本书的开篇，将带领读者回归计算的本源。我们首先探讨二进制与逻辑门的构建，如何将物理世界的电流信号转化为信息的“是”与“否”，并由此构建出AND、OR、NOT等基本逻辑电路。接着，我们将详细解析冯·诺依曼结构的精髓，阐述程序存储、指令周期、以及CPU内部的运算器（ALU）和控制器（CU）是如何协同工作的。 在数据表示方面，本书深入讲解了整数与浮点数的精确存储，不仅限于教科书上的基础知识，更侧重于现代处理器如何处理溢出、精度损失（IEEE 754标准详解），以及如何利用位操作进行高效的数据处理。此外，内存层级结构的讲解是本书的重点之一：从寄存器、L1/L2/L3缓存到主内存（DRAM），再到虚拟内存的引入。我们将通过具体的例子说明局部性原理（时间局部性和空间局部性）如何指导我们编写出更快速的代码，以及缓存一致性问题在多核并行计算中的重要性。 第二部分：汇编之美与操作系统核心 理解了硬件如何工作后，我们进入到直接与硬件交互的层面——汇编语言。本书选取了主流的x86-64架构作为范例，详细讲解寄存器的作用、栈帧的建立与销毁、函数调用约定（Calling Conventions）。通过对几段简单C语言代码的汇编反编译分析，读者将直观地理解高级语言是如何被翻译成机器可执行的指令流的。这部分内容对于理解性能瓶颈和调试复杂错误至关重要。 紧随其后的是对操作系统（OS）内核的深度剖析。我们将重点探讨进程与线程的区别与联系，以及操作系统如何通过时间片轮转、优先级调度等算法实现任务的并发执行。内存管理是操作系统的核心难题之一，本书将详细介绍分页（Paging）机制，如何利用页表将虚拟地址映射到物理地址，以及缺页中断（Page Fault）的处理流程。同时，我们将覆盖I/O管理的基础概念，如中断驱动和DMA（直接内存访问），它们如何显著提升系统吞吐量。 第三部分：网络通信与分布式系统的基石 在当今的互联世界中，网络是不可或缺的基础设施。《代码的奥秘》用相当大的篇幅介绍了TCP/IP协议族的精妙设计。我们将从物理层和数据链路层的基础概念开始，逐步深入到IP协议的寻址机制，以及TCP协议如何保证数据传输的可靠性——重点分析三次握手与四次挥手的完整流程、拥塞控制算法（如慢启动、拥塞避免）以及滑动窗口的工作原理。 基于这些网络基础，本书转向现代应用的核心挑战：分布式系统。我们将探讨CAP理论的权衡取舍，并分析实现高可用性和一致性的关键技术，如一致性哈希（Consistent Hashing）、分布式锁的实现原理（例如基于Zookeeper或etcd的方案），以及共识算法（如Paxos和Raft）的核心思想。这部分内容帮助读者理解为何构建一个能处理海量并发请求的互联网服务是如此复杂而迷人。 第四部分：数据结构与高效算法设计 虽然本书侧重于底层系统，但任何高效的代码都离不开优秀的数据结构与算法支持。本部分不是简单地罗列算法，而是从系统性能优化的角度来审视它们。我们将分析B树/B+树在磁盘I/O优化中的作用，探究哈希表在处理冲突时的不同策略及其对平均查找时间的影响。 此外，本书对图算法的介绍将聚焦于实际应用，例如在路由选择中的最短路径算法（Dijkstra与Bellman-Ford），以及在网络拓扑分析中的最小生成树算法（Prim与Kruskal）。我们强调，选择合适的数据结构和算法，本质上是在时间和空间复杂度之间进行精妙的权衡，这种权衡深深植根于硬件和操作系统的特性之中。 总结 《代码的奥秘：数字世界的底层逻辑与架构设计》通过系统性的梳理和深入的技术剖析，旨在为读者构建一个从硅晶片到全球网络的完整技术视野。阅读本书，您将不再满足于“它能跑就行”，而是会理解“它为什么能这么快地跑，以及在何种情况下会跑慢”。本书承诺提供严谨的理论深度，同时保持清晰易懂的阐述风格，是每一位渴望真正掌握现代计算技术精髓的工程师的必备参考书。
作者简介
目录信息
Preface
1 The Case for Bluetooth
2 Basic Concepts
3 Bluetooth Protocol Architecture
4 Link Management
5 Logical Link Control
6 Bluetooth General Profiles
7 Bluetooth Profiles for Usage Models
8 Bluetooth Security
9 Bluetooth in the Global Scheme of 3G Wireless
Appendix A
Appendix B
Appendix C
Index
· · · · · · (收起)
1 The Case for Bluetooth
2 Basic Concepts
3 Bluetooth Protocol Architecture
4 Link Management
5 Logical Link Control
6 Bluetooth General Profiles
7 Bluetooth Profiles for Usage Models
8 Bluetooth Security
9 Bluetooth in the Global Scheme of 3G Wireless
Appendix A
Appendix B
Appendix C
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· · · · · · (收起)
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