汇编语言程序设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

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页数:261

译者:

出版时间:2003-7

价格:19.00元

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isbn号码:9787560612584

丛书系列:

图书标签:

• 汇编语言
• 程序设计
• 计算机科学
• 底层编程
• x86
• MASM
• 汇编
• 编程入门
• 计算机基础
• 技术

好的，这是一份为您设计的图书简介，旨在不提及您的原书名《汇编语言程序设计》及其内容的背景下，详细介绍一本全新的、引人入胜的计算机科学著作。 --- 《二进制炼金术：现代计算架构的底层逻辑与性能调优实战》 第一部分：跨越硅基的思维重塑——从抽象到实在的旅程 在当今的软件世界中，高级语言构建了我们日常所见的宏伟蓝图。然而，每一次编译、每一次内存访问、每一次时钟周期的精确跳动，其背后都隐藏着一个由0和1构筑的、更为精微的物理现实。本书《二进制炼金术》并非一本关于特定编程范式的教科书，而是一份邀请函，邀请经验丰富的开发者、系统架构师乃至计算机科学的深度爱好者，共同深入探索现代计算系统的“心脏”——硬件与软件交汇的那个关键界面。 本书的核心目标是揭示隐藏在操作系统内核、编译器优化器以及高性能计算框架之下的真正执行机制。我们并不关注某一特定指令集的语法结构，而是着眼于计算思维的跃迁：如何将人类的逻辑需求，转化为硅片上电子流动的物理指令。 第一章：比特的信仰与冯·诺依曼的遗产重访 本章将从历史的视角审视现代计算模型的基础。我们将不落俗套地回顾图灵机概念，而是将其与现代CPU的流水线、分支预测单元进行对比，探讨“存储程序”概念在多核、乱序执行架构下的演变。重点在于理解内存层次结构的本质：寄存器、L1/L2/L3缓存与主存之间，时间（延迟）与空间（容量）的权衡艺术。我们将通过一系列精心设计的实验场景，量化不同层级访问的时间差，使读者直观感受到“数据所在的位置”对程序性能的决定性影响。我们探讨如何通过程序设计，将数据“安放”在最有利于执行的层级。 第二章：指令集架构的“方言”与通用性 现代处理器家族（如x86-64、ARM等）的指令集是硬件厂商赋予软件世界的“词汇表”。本书将超越简单的指令对照，深入分析宏观性能目标如何塑造了这些“方言”。我们将探讨RISC（精简指令集）与CISC（复杂指令集）设计哲学在现代复杂CPU中的融合现象。重点分析向量化（SIMD）指令集如何彻底改变了数据密集型计算（如图形处理、科学模拟）的范式。读者将学习如何识别程序中的“热点”代码段，并理解编译器是如何利用这些特定指令集来向量化循环结构，实现吞吐量的指数级提升。 第二章的特色分析： 我们将构建一个自定义的微基准测试套件，专门用于测量不同架构下，特定数据对齐和内存访问模式对SIMD性能的影响，这种实践性的分析远超理论描述。 第二部分：穿越编译器的黑箱——从源代码到机器码的转译艺术 编译器的优化过程是本书最具挑战性也最有价值的部分之一。它是一座桥梁，将高级语言的意图，翻译成硬件能够高效执行的序列。 第三章：控制流的重塑——循环展开与分支预测的博弈 程序的执行路径并非线性，而是充满了控制流的跳转。本章专注于编译器如何处理循环和条件判断。我们将深入剖析循环展开（Loop Unrolling）的目的——隐藏延迟，以及它在现代多发射处理器上的收益递减效应。更重要的是，我们将分析分支预测器的工作原理（如BTB、GShare算法），并展示如何重写条件逻辑，编写“预测友好型”代码，避免昂贵的指令流中断。理解分支预测的代价，是理解现代CPU性能瓶颈的关键所在。 第四章：数据流的优化与寄存器分配的智慧 编译器在生成机器代码时，面临一个核心难题：如何最高效地使用有限的寄存器资源？本章将解析图着色算法在寄存器分配中的应用，揭示编译器如何动态地将变量映射到物理寄存器上。我们将探讨别名分析（Aliasing Analysis）的重要性，即确定不同指针是否可能指向同一内存位置。错误的别名假设会导致编译器无法进行激进的指令重排，从而限制了性能的释放。读者将学会阅读编译器的中间表示（IR），并理解这些优化决策背后的逻辑链条。 第三部分：系统层面的精调——I/O、同步与并行性的边界 当单线程的优化达到瓶颈时，我们必须转向并发和系统交互。本书的后半部分探讨如何管理进程、线程以及与外部世界的交互。 第五章：同步的代价与无锁编程的优雅 在多核环境中，共享数据的保护至关重要，但也常常是性能的杀手。我们将详细解析操作系统提供的同步原语（如互斥锁、信号量）在底层是如何通过特定的硬件原子指令（如CAS、Fetch-and-Add）实现的。本书将引入内存屏障（Memory Barriers/Fences）的概念，解释它们在保证指令重排正确性与维护可见性方面的作用。在此基础上，我们将逐步构建并分析几种经典的无锁数据结构（如无锁队列），展示如何在不牺牲正确性的前提下，最大限度地减少线程间的竞争和延迟。 第六章：延迟的陷阱——深入理解系统调用与中断处理 程序与操作系统的交互（系统调用）是一个高成本的操作，因为它涉及用户态到内核态的上下文切换。本章将详细描绘这次“身份转换”的开销，并探讨如何通过缓冲策略、异步I/O模型（如epoll/io_uring）来最小化这种切换的频率和深度。此外，我们还将审视硬件中断的处理流程，理解中断延迟对实时性要求极高的应用（如金融交易、实时控制）意味着什么。 总结与展望：架构师的工具箱 《二进制炼金术》最终目标是培养一种“自下而上”的系统思维模式。它不是教会读者如何写汇编代码，而是教会读者如何“像硬件一样思考”，理解高级语言的每一个构造在底层产生的实际影响。掌握这些底层逻辑，将使您能够在任何语言环境中，设计出真正突破性能边界的软件架构，真正实现对现代计算资源的“完全控制”。 本书适合具备扎实数据结构与算法基础，并渴望探索软件与硬件交互界面的专业人士阅读。掌握这些知识，您将不再是高级语言的被动使用者，而是性能优化的主动掌控者。

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