C&C++完美的演繹 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:知城

作者:松橋工作室

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005年05月25日

价格:NT$ 550

装帧:

isbn号码:9789867231055

丛书系列:

图书标签:

• C++
• C
• 编程
• 算法
• 数据结构
• 逻辑推理
• 代码
• 学习
• 教程
• 入门

书名：《深入理解计算机系统：从硬件到软件的架构透视》 图书简介 引言：跨越鸿沟，洞察本质 在信息技术日新月异的今天，软件的复杂性与日俱增，而支撑这一切的底层硬件机制却常常被开发者忽视。这种认知上的“鸿沟”不仅阻碍了性能的极致优化，更使得深层次的系统级故障排查成为一项艰巨的任务。本书《深入理解计算机系统：从硬件到软件的架构透视》，旨在弥合这一差距，为读者构建一个全面、细致且高度互联的计算机系统知识图谱。我们不满足于停留在表层的API调用或库函数的使用，而是深入到晶体管、汇编指令、内存层级结构、操作系统内核以及编译器优化的每一个关键环节，揭示现代计算系统的真实工作原理。 第一部分：计算的基石——数据表示与汇编语言 本部分将从最微观的角度审视计算机如何处理信息。我们将彻底解析有符号和无符号整数的二进制表示，重点探讨定点和浮点数的存储标准（IEEE 754），特别是后者在精度丢失和特殊情况处理上的微妙之处。随后，我们将转向指令集架构（ISA）的世界。 机器级代码的艺术：我们不会仅仅罗列指令，而是深入讲解x86-64架构中指令的编码、寻址模式的复杂性以及不同指令对CPU流水线的影响。读者将学习如何使用反汇编工具（如GDB、objdump）解读编译器生成的机器码，真正理解C/C++高级语句是如何转化为CPU可以执行的序列。 过程调用与栈帧：函数调用是程序结构的核心。本书详细阐述了调用约定（Calling Conventions）——参数传递、寄存器使用规范以及栈帧（Stack Frame）的动态管理。这不仅是理解递归和局部变量存储的关键，更是识别缓冲区溢出等安全漏洞的理论基础。 第二部分：内存的层次结构与程序的性能 内存是决定程序性能的命脉。本书将系统地剖析现代处理器如何利用复杂的缓存系统来隐藏内存访问的高延迟。 高速缓存（Cache）的物理学：我们不仅会介绍L1、L2、L3缓存的概念，更会深入探讨缓存的组织结构：组相连性（Set Associativity）、行替换策略（如LRU的近似实现）以及写策略（写回/写穿透）。通过实例分析，读者将学会如何“写出”对缓存友好的代码，例如通过改变数据访问顺序来最大化命中率。 虚拟内存的抽象：操作系统如何为每个进程提供一个私有的、线性的地址空间？本书详细解释了分页机制（Paging）、页表结构、TLB（Translation Lookaside Buffer）的作用及其对性能的影响。同时，我们将探讨内存的分配与回收，从`malloc`/`free`的底层实现（如堆管理器的元数据、块的分配与合并策略）到内存映射（mmap）的工作原理。 第三部分：编译、链接与加载——程序的诞生 一个源代码文件是如何变成可在操作系统上运行的可执行程序的？本部分将追踪这个完整的生命周期。 编译器的优化之手：我们将探讨从预处理、词法分析、语法分析到代码生成的整个编译流程。重点在于现代编译器的优化技术，例如循环展开（Loop Unrolling）、常量折叠（Constant Folding）、死代码消除和函数内联（Inlining）。理解这些优化背后的权衡，是编写高效代码的前提。 链接器的魔力：静态链接与动态链接的差异在哪里？本书详述了符号解析（Symbol Resolution）、重定位（Relocation）过程。对于动态链接，我们将深入剖析共享库（Shared Libraries）的工作方式，包括GOT（Global Offset Table）和PLT（Procedure Linkage Table）如何实现延迟绑定和地址重定位，以及加载器（Loader）如何将程序映像（Program Image）装载到内存中。 第四部分：操作系统：进程、线程与并发 操作系统是管理资源和调度任务的裁判。我们关注其在系统资源抽象和并发控制中的核心角色。 进程与线程模型：清晰区分进程（Process）和线程（Thread）的开销与隔离性。我们将分析内核如何管理进程控制块（PCB）以及上下文切换（Context Switch）的成本。 同步与互斥的艺术：在多核时代，并发编程是必然趋势。本书将系统讲解锁（Locks）、互斥量（Mutexes）、信号量（Semaphores）的底层实现机制（通常依赖于硬件提供的原子操作，如Test-and-Set）。更重要的是，我们将探讨并发编程中的陷阱，如死锁、活锁和竞态条件，并提供有效的预防策略。 I/O系统的精要：从系统调用（System Calls）的中断和陷阱机制，到高效的I/O模型（如阻塞、非阻塞、I/O复用——select/poll/epoll），帮助读者理解程序如何与外部设备进行通信，以及如何构建高性能的网络服务器。 结论：构建系统的思维模式 《深入理解计算机系统：从硬件到软件的架构透视》不仅仅是一本技术手册，它更致力于培养一种自底向上的系统思维模式。通过掌握这些底层原理，开发者能够超越特定语言的范畴，理解代码在真实硬件上的表现，从而编写出更健壮、更安全、性能更卓越的软件。本书内容环环相扣，从硅片上的电信号到用户空间的高级应用逻辑，提供了一个完整的视角，是所有希望成为系统级专家的工程师的必备参考。

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我通常对那些自诩为“完美”或“终极”的编程书籍抱持着怀疑态度，因为编程语言的演进永无止境，不存在一劳永逸的完美方案。但这本《C&C++完美的演繹》却奇妙地平衡了对经典原则的坚守和对前沿发展的拥抱。它对C语言的“愚蠢”和“强大”进行了深刻的哲学探讨，强调了程序员对内存的敬畏之心，这是一种被现代高级语言逐渐消磨掉的责任感。随后，它展现了C++如何在前者的基础上，通过封装和抽象，构建起更加安全、可维护的复杂系统。书中对异常安全保证（Strong, Weak, Basic Guarantees）的阐述，逻辑清晰，结合实际的构造函数和析构函数的使用场景，让人彻底理解了RAII的真正威力。这本书的叙事风格是克制而有力的，没有浮夸的辞藻，每一个论点都建立在严谨的论据之上，读来让人心悦诚服。它不是在推销某种编程风格，而是在展示一种面对复杂系统时的成熟态度。

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这本书给我的感觉，就像是收到了一位教导有方、技艺超群的导师的手稿。它不像某些教材那样板着脸孔，而是充满了对读者求知欲的尊重。它的高明之处在于，它并没有试图教会你所有现有的API或标准库函数，而是着重于锤炼读者的“内功”。在讨论面向对象设计时，作者对于多态的引入，从虚函数表（vtable）的底层实现原理讲起，再过渡到接口设计中的依赖倒置原则（DIP），这种自下而上的教学法，使得抽象的概念不再是空中楼阁。我尤其喜欢其中关于命名空间和模块化设计的讨论，作者强调了代码可读性和长期可维护性在大型项目中的核心地位，并用恰当的例子展示了如何避免常见的命名冲突和过度耦合。这本书的篇幅虽然可观，但阅读体验却非常高效，因为它处处体现着“少即是多”的智慧——只讲最本质、最能迁移到其他领域的核心思想，这才是真正的“完美演繹”所在。

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我对技术书籍的阅读体验通常是“干货很多，但读起来像在啃石头”，枯燥且费解。但是，这本《C&C++完美的演繹》在保持极高技术密度的同时，叙述的流畅性和逻辑的连贯性简直达到了艺术的境界。作者似乎有一种魔力，能将那些晦涩难懂的并发编程模型，比如内存屏障和无锁数据结构，用一种近乎故事化的方式娓娓道来。我特别欣赏作者在讲解C++新标准特性时所采取的对比分析法。例如，在讨论移动语义和右值引用时，作者没有孤立地介绍它们，而是将它们置于旧有拷贝语义的性能瓶颈之下，使读者立刻就能明白引入这些特性的根本驱动力是什么。这种基于问题的解决导向的叙述，极大地增强了阅读的代入感。它不是一本躺在书架上随时可以翻阅的工具书，而是一部需要你全身心投入，并会给予丰厚回报的“武功秘籍”。它的章节安排巧妙，技术难点点的铺陈，节奏把控得恰到好处，让人在不知不觉中完成了复杂概念的吸收和内化。

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这本书简直是为那些渴望真正掌握C和C++精髓的程序员量身打造的。我一直觉得，市面上很多声称“深入”的书籍，讲到最后都停留在语法特性的罗列上，缺乏对底层原理和设计哲学的剖析。然而，这本《C&C++完美的演繹》彻底颠覆了我的认知。它不仅仅是在教你怎么写代码，更是在教你如何像一位经验丰富的大师那样去思考问题。从内存管理那一章开始，作者就展现出了惊人的洞察力，对栈、堆、虚拟内存的讲解细致入微，清晰地勾勒出了C语言如何与操作系统进行交互的底层图景。更令人称道的是，它没有止步于C语言的僵硬结构，而是平滑地过渡到了C++的面向对象范式。对RAII、模板元编程的阐述，那种抽丝剥茧的讲解方式，让我这个自诩为“老手”的读者都感到醍醐灌顶。读完它，我感觉自己对指针的理解不再是死记硬背的技巧，而是一种对程序运行生命周期的掌控感。这本书的价值，在于它构建了一座从底层硬件到高级抽象的完美桥梁，让读者能够真正理解“为什么”要这么做，而不是仅仅满足于“能这么做”。

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作为一名专注于嵌入式系统开发的工程师，我对代码的效率和运行时稳定性有着近乎苛刻的要求。市面上很多关于性能优化的书籍往往停留在算法复杂度分析层面，对于实际的硬件缓存、流水线预测等微观层面的优化语焉不详。然而，这本书在讨论宏观设计原则时，从未忘记微观层面的制约。它对内联函数展开、函数调用开销、以及编译器优化选项的剖析，具有极强的实战指导意义。我尝试着将书中的一些关于数据布局和对齐的建议应用到我们现有的驱动模块中，结果编译后的代码体积和运行时的指令周期都有了肉眼可见的改善。更让我惊喜的是，作者对C++模板的理解已经超越了普通的泛型编程范畴，深入到了类型萃取和编译期多态的层面。这对于需要编写高度通用且零开销抽象层的开发者来说，无疑是如获至宝的知识。这本书的深度，迫使你走出IDE的舒适区，去直面机器码的运行真相。

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