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出版者:科学出版

作者:成昊

出品人:

页数:336

译者:

出版时间:2006-3

价格:29.80元

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isbn号码:9787030165749

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《深入理解计算机系统：架构、原理与实践》 一部全面解析现代计算机底层运行机制的权威著作 在信息技术飞速发展的今天，无论您是软件开发者、系统架构师，还是对计算机科学抱有浓厚兴趣的求知者，对计算机系统底层运作原理的深刻理解都是构建高效、可靠应用系统的基石。本书《深入理解计算机系统：架构、原理与实践》正是在这一需求背景下应运而生，它并非一本针对特定编程语言的教程，而是旨在揭示从晶体管到应用程序之间复杂而精妙的工程艺术。 本书的编写团队由资深计算机科学家和一线系统工程师组成，他们以严谨的学术态度和丰富的工程经验为依托，力求为读者构建一个清晰、连贯且深入的计算机系统全景图。我们摒弃了碎片化的知识点堆砌，而是采用自底向上、层层递进的叙事结构，引导读者逐步探索计算机世界的奥秘。 --- 第一部分：从比特到程序——硬件与软件的交汇点 本部分着重于奠定读者对计算机系统基础的认知框架，理解机器是如何从物理层面执行指令的。 第一章 数据的表示、处理与存储 本章将详细探讨数字系统中的核心概念。我们将从最基础的布尔代数和逻辑门开始，解析它们如何组合成复杂的组合逻辑电路和时序逻辑电路。随后，深入剖析整数和浮点数的二进制表示方法，特别是IEEE 754浮点标准的精确细节，这对理解计算精度和潜在的溢出问题至关重要。我们还将讲解字符编码（如ASCII和Unicode）的演进，以及位级操作在数据压缩和加密中的应用。本章的目标是让读者深刻理解“一切皆是比特流”的本质。 第二章 机器级代码与处理器架构 本章将把读者的视角提升到汇编语言层面。我们将介绍一种典型的指令集架构（ISA），例如x86-64或ARM，详细解析其寄存器组织、寻址模式和基本指令集（数据传送、算术逻辑运算、控制流指令）。通过大量的实例，读者将学习如何将高级语言（如C语言）的结构映射到机器指令序列，理解编译器在这一转化过程中所做的关键决策。此外，本章还会探讨流水线技术、指令级并行（ILP）和分支预测等现代处理器性能优化的核心技术，揭示处理器如何“猜测”未来指令以提高执行效率。 第三章 内存和缓存的等效性 计算机性能的瓶颈往往不在于CPU的运算速度，而在于数据如何被高效地在不同存储层级间移动。本章系统地阐述了存储器层次结构：从寄存器到L1/L2/L3缓存，再到主存（DRAM），直至二级存储。我们将深入讲解局部性原理（时间局部性和空间局部性），并详细分析缓存的工作原理，包括映射策略（直接映射、组相联、全相联）、替换策略（LRU等）以及写回与直写策略。理解缓存未命中（Miss）的代价，是编写高性能代码的第一步。 --- 第二部分：程序执行的生命周期与抽象 第二部分关注操作系统如何为用户程序提供一个稳定、高效的执行环境，并处理复杂的资源管理问题。 第四章 链接与加载：程序的诞生 一个高级语言源代码如何变成可以在机器上直接运行的文件？本章将深入剖析编译过程的最后阶段：汇编、静态链接和动态链接。我们将详细解释目标文件格式（如ELF或PE），并探讨符号解析、地址重定位的机制。读者将学习到静态库与共享库（动态链接库）的区别，理解加载器的工作，包括代码段、数据段、BSS段以及堆栈的布局，为理解进程的内存映像打下坚实基础。 第五章 虚拟内存：内存管理的抽象 虚拟内存是现代操作系统最核心的抽象之一。本章将解释虚拟地址空间的概念，以及操作系统如何通过页表将虚拟地址翻译成物理地址。我们将深入探讨多级页表的结构，TLB（快表）的作用及其对性能的影响。此外，本章将详细分析缺页中断（Page Fault）的处理流程，以及操作系统如何使用页面置换算法（如FIFO、LRU近似）来动态管理物理内存，确保程序能在有限的物理资源下高效运行。 第六章 进程与并发：程序的多重生命 本章转向进程和线程的概念。我们将定义进程及其上下文切换的机制，探讨操作系统内核如何通过调度算法（如时间片轮转、优先级调度）来管理多个并发执行的流。随后，我们将引入线程模型，对比用户级线程和内核级线程的优缺点。本章的重点将放在并发编程中的同步与互斥：信号量、互斥锁、条件变量等基本同步原语的实现原理和使用范式，并分析著名的并发死锁问题及其避免策略。 --- 第三部分：系统级交互与高效编程实践 最后一部分将目光投向系统资源的I/O、网络通信以及如何利用这些底层知识来优化应用性能。 第七章 I/O与文件系统 所有程序都需要与外部世界交互。本章系统地介绍输入/输出（I/O）的原理，包括程序如何通过系统调用（如`read()`和`write()`）与内核交互。我们将详细解析缓冲I/O的工作方式，以及阻塞I/O与非阻塞I/O的区别。随后，我们深入文件系统的结构，讨论元数据、数据块的组织方式，以及日志（Journaling）技术如何保证文件操作的原子性和持久性。 第八章 网络编程基础 现代应用严重依赖网络通信。本章从网络协议栈的角度切入，详细解析TCP/IP协议簇的结构。重点讲解TCP协议的可靠性保证机制（序列号、确认应答、流量控制、拥塞控制）以及UDP协议的特性。我们将指导读者如何使用套接字（Socket）API进行编程，构建客户端/服务器模型，并探讨I/O多路复用技术（如`select`/`poll`/`epoll`）在构建高性能并发网络服务中的关键作用。 第九章 性能分析与系统优化策略 理论学习的最终目标是为了实践。本章旨在将前八章所学知识融会贯通，应用于实际的性能调优中。我们将介绍系统性能分析的基本工具和方法，如性能计数器（Hardware Performance Counters）和调用图分析。针对性地，我们将讨论如何根据缓存行为优化数据结构布局、如何通过精确控制并发粒度提高并行效率、以及如何识别和规避系统调用带来的开销，从而编写出真正高效、贴近硬件的程序代码。 --- 学习本书您将获得： 深刻的洞察力： 不再将计算机视为黑箱，而是理解每条指令、每个内存访问背后的物理代价。 坚实的工程基础： 能够诊断复杂的性能瓶颈，设计出更健壮、可预测的并发程序。 跨领域的通用知识： 书中涵盖的架构和原理与操作系统、编译原理、网络等多个核心计算机科学领域紧密结合，构建起一个统一的技术图谱。 本书内容翔实，配有大量的代码示例和系统架构图解，是计算机专业学生、系统程序员以及希望精进自身技术的工程师不可多得的参考书。它引导您从“如何使用”工具，提升到“如何设计和优化”工具的层面。

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我一直认为，学习编程最重要的是要有耐心和毅力，并且找到适合自己的学习方法。这本《VISUALBASIC程序设计教程》在这一点上做得非常出色。它以一种循序渐进的方式，将Visual Basic的知识体系呈现在我面前。每一个章节都环环相扣，让我能够轻松地理解和掌握。我特别欣赏书中对编程思想的讲解，它不仅仅是教授具体的代码实现，更重要的是引导我去思考如何设计出更优雅、更高效的程序。例如，在讲解面向对象编程的概念时，书中通过生动的比喻和实例，让我深刻理解了类、对象、继承和多态等概念。这对于我来说，是一个巨大的提升，让我从一个单纯的代码编写者，逐渐成长为一个能够进行系统性思考的开发者。而且，书中还包含了一些关于程序调试和性能优化的技巧，这让我能够写出更稳定、更高效的程序。

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这本书的价值，不仅仅在于它教授了Visual Basic这门语言，更在于它提供了一种系统性的学习方法。我一直认为，学习编程最关键的是要理解“为什么”要这么做，而不仅仅是“怎么”做。这本书在这方面做得非常出色。在讲解每一个概念的时候，作者都会追根溯源，解释这个概念出现的背景和它的重要性。例如，在介绍过程和函数的时候，它不仅仅是教你如何定义和调用，还会强调模块化编程的好处，以及如何通过封装来提高代码的可读性和可维护性。我特别欣赏的是，书中并没有止步于基础知识的讲解，而是进一步深入到一些更高级的主题。比如，关于文件操作的部分，它详细讲解了如何读写文本文件、二进制文件，以及如何处理异常。更令我兴奋的是，书中还涉及到了数据库编程的内容，通过Access数据库的示例，让我了解了如何将Visual Basic应用程序与数据库进行交互，实现数据的存储和查询。这对我来说，是一个巨大的突破，让我看到了将所学知识应用到实际项目中的可能性。这本书的知识体系非常完整，并且层层递进，让我能够逐步建立起自己的编程知识框架。

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这本书的封面设计非常朴实，但字体清晰，书名和作者信息一目了然。我是在一次偶然的机会在书店里翻到的，当时对Visual Basic这个语言并没有太深入的了解，只是知道它在早期编程领域占有重要的地位，并且在一些企业应用中仍然有所应用。拿到手里，这本书的纸质不错，触感光滑，印刷质量也很好，没有出现模糊不清或者错别字的情况。翻开目录，我对它的结构安排有了初步的印象。从基础语法到界面设计，再到数据库连接和简单的应用程序开发，整个流程看上去非常连贯和系统。尤其是看到后面有关于实际案例的章节，我更加期待能够通过这本书，从零开始，掌握Visual Basic的开发技能。虽然说现在有更多更流行的编程语言，比如Python、Java等，但我认为学习一门历史悠久且曾经辉煌过的语言，能够帮助我理解编程思想的演进，并且在某些特定场景下，Visual Basic依然有其独特的优势和应用价值。这本书的出现，就像是为我打开了一扇通往过去但又充满实践意义的编程世界的大门，我迫不及待地想去探索它所蕴含的知识。

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翻开这本书，我立刻被它清晰的排版和精美的插图所吸引。每一页的布局都恰到好处，文字大小适中，阅读起来非常舒适。最重要的是，书中的每一个概念都配有相应的代码示例，并且这些示例都经过了精心设计，既能够清晰地展示知识点，又不会过于复杂而让初学者望而却步。我特别喜欢书中关于控件的讲解，它不仅列举了各种控件，还详细说明了它们的常用属性和事件，并提供了相应的代码来演示如何使用它们。例如，在讲解按钮控件时，它不仅说明了如何设置按钮的文本和颜色，还演示了如何通过点击按钮来触发特定的事件，并执行相应的代码。这种“理论与实践相结合”的学习方式，让我在学习过程中始终保持着积极性。而且，书中还包含了一些综合性的项目案例，让我在掌握了基础知识后，能够尝试去构建一个完整的应用程序。我尝试跟着书中的案例，一步一步地编写代码，调试程序，最终成功运行了我自己的第一个Visual Basic应用程序。这种成就感是无法用言语来形容的，也让我对编程产生了更大的热情。

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翻开这本书，我立刻被它扎实的理论基础和丰富的实践内容所吸引。它不仅仅是一本教程，更像是一本编程字典，涵盖了Visual Basic的方方面面。我特别欣赏书中对面向对象编程思想的深入讲解，它让我从一个简单的代码执行者，蜕变为一个能够进行模块化设计和封装的开发者。例如，在讲解类和对象的时候，书中通过精心设计的案例，让我深刻理解了面向对象编程的优势，以及如何利用它来构建更具扩展性和可维护性的应用程序。而且，书中还包含了一些关于网络编程和多媒体应用开发的章节，这让我看到了Visual Basic在更广泛领域的应用潜力。我尝试着去学习和实践书中的高级主题，并且从中获得了许多宝贵的经验。总而言之，这本书是一本非常出色的Visual Basic编程教程，它能够帮助我全面掌握Visual Basic的开发技能，并且为我日后的深入学习和发展打下坚实的基础。

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我一直认为，一本优秀的编程教程，应该能够激发读者的学习兴趣，并且引导他们独立思考。这本《VISUALBASIC程序设计教程》无疑做到了这一点。在阅读的过程中，我常常会发现书中提出的问题，会引发我去思考更深层次的解决方案。例如，在讲解错误处理的时候，书中不仅提供了try-catch语句的使用方法，还深入探讨了不同类型的错误可能产生的场景，以及如何设计健壮的错误处理机制。这让我意识到，在编程中，仅仅实现功能是不够的，还需要考虑程序的稳定性和可维护性。书中的代码风格也非常规范，命名清晰，注释详细，这对于我这种新手来说，是非常好的学习榜样。我尝试模仿书中的代码风格，在自己的练习中应用，逐渐养成了良好的编程习惯。而且，书中对于一些常见的编程误区，也做了特别的提示和讲解，这让我少走了很多弯路。总而言之，这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，循循善诱，引导我走向成功的编程之路。

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我一直对软件开发有着浓厚的兴趣，虽然尝试过一些其他编程语言，但总感觉缺少一个完整的、易于上手的入门教程。当我看到这本《VISUALBASIC程序设计教程》时，立刻被它吸引住了。书名中的“21世纪高职高专计算机教育规划教材”字样，让我觉得这本书的编写是经过专业团队精心策划的，内容应该比较权威和实用。我拿到书后，迫不及待地翻阅起来。让我惊喜的是，这本书的语言风格非常亲切，没有那种枯燥乏味的理论说教，而是通过大量的实例和图解，循序渐进地讲解Visual Basic的各个知识点。从最基本的变量、数据类型、运算符，到流程控制语句（如If...Then...Else、For...Next等），再到控件的属性和事件，讲解得都非常透彻。我特别喜欢书中关于用户界面设计的章节，它详细介绍了各种常用控件的使用方法，以及如何通过拖拽和属性设置来构建美观且功能强大的应用程序界面。而且，书中还提供了很多小型的编程练习，让我能够及时巩固所学知识，并且在实践中发现问题，解决问题。这对于我这种初学者来说，是非常宝贵的学习体验。

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这本书的价值，不仅仅体现在它教授了Visual Basic这门编程语言，更在于它提供了一种全新的学习视角。我一直认为，编程的本质是解决问题，而Visual Basic恰好提供了一个非常直观和便捷的工具，让我能够将我的想法付诸实践。书中的案例都非常有代表性，从简单的计算器到文件管理工具，再到一些简单的数据库应用程序，都能够让我感受到编程的魅力。我尝试着去复现书中的案例，并且在复现的过程中，不断地进行修改和创新，从中获得了许多宝贵的经验。而且，书中还提供了一些关于如何进行项目开发的指导，让我能够初步了解软件开发的整个流程。这对于我这种初学者来说，是非常有帮助的。总而言之，这本书是一本非常全面的Visual Basic编程教程，它能够帮助我从零开始，逐步掌握Visual Basic的开发技能，并且培养我解决问题的能力。

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这本书的结构设计非常人性化，它将复杂的Visual Basic知识体系分解成一个个易于理解的单元。每个单元都从最基础的概念开始，然后逐步深入，直到掌握该单元的重点和难点。我最欣赏的是，书中对每一个知识点的讲解都非常到位，而且配有大量的示例代码，让我能够边学边练。例如，在学习循环语句的时候，书中详细讲解了For循环、While循环和Do...Loop循环的区别和应用场景，并提供了多个清晰的代码示例，让我能够轻松地理解它们的用法。而且，书中还包含了一些有趣的编程小游戏和实用工具的开发案例，这让我在学习过程中充满了乐趣。我尝试着去修改和扩展书中的案例，并且从中获得了许多灵感。这本书不仅仅是教会我如何编写Visual Basic代码，更重要的是，它培养了我解决问题的能力和独立思考的能力。我从中学会了如何分析问题，如何拆解问题，以及如何通过编程来实现解决方案。

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拿到这本书，我首先被它务实的风格所吸引。它没有华丽的辞藻，也没有空洞的理论，而是直击Visual Basic的核心。从基础语法到高级应用，每一章节的内容都紧密相连，逻辑清晰。我特别喜欢书中对控件的讲解，它非常详细地介绍了各种常用控件的属性、事件和方法，并且提供了大量的代码示例，让我能够快速地掌握如何使用它们来构建用户界面。例如，在讲解文本框控件的时候，它不仅说明了如何设置文本框的显示内容和字体，还演示了如何通过代码来获取和修改文本框中的文本。而且，书中还包含了一些关于数据可视化的章节，通过图表控件，让我能够将枯燥的数据以直观的方式展现出来。这对于我来说，是一个巨大的启发，让我看到了Visual Basic在数据分析和报告生成方面的潜力。总而言之，这本书是一本非常实用的Visual Basic编程入门教材，它能够帮助我快速地掌握Visual Basic的开发技能，并且为我日后的编程学习打下坚实的基础。

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