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出版者:中国水利水电

作者:张仁斌 等编著

出品人:

页数:322

译者:

出版时间:2007-4

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787508442914

丛书系列:

图书标签:

• Java
• 程序设计
• 应用
• 编程
• 计算机科学
• 软件开发
• 面向对象
• 基础教程
• 入门
• 教材

《深入理解计算机系统：计算机程序为什么会像它那样运行》 一、核心内容概览 本书旨在为读者揭示计算机系统中程序运行的底层机制，让开发者能够更深刻地理解代码是如何在硬件层面被执行的，从而写出更高效、更健壮、更具安全性的程序。本书不侧重于特定编程语言的语法和特性，而是聚焦于跨越硬件和操作系统的通用性原理，带领读者从最基础的二进制表示，逐步深入到处理器架构、内存管理、操作系统调度、网络通信等复杂层面。 二、内容深度剖析 1. 信息的表示与处理： 二进制的基石：本书将从数字系统和二进制编码开始，详细阐述整数（有符号和无符号）、浮点数是如何在计算机中表示的。读者将学习到不同数据类型在内存中的布局，以及位运算、逻辑运算的实际应用。 机器级代码：本书将深入探讨汇编语言，揭示高级语言（如C语言）如何被编译器翻译成机器执行的指令。读者将学习到处理器架构（如x86-64）的指令集、寄存器、寻址模式，理解函数调用、栈帧、参数传递等底层机制。这部分内容对于理解程序性能瓶颈、调试复杂错误至关重要。 程序编码：本书会讲解程序代码在内存中的组织方式，包括代码段、数据段、栈、堆等区域的划分与管理。理解这些内存布局有助于解释缓冲区溢出、栈溢出等安全漏洞的成因，并指导读者编写更安全的程序。 2. 处理器体系结构与性能优化： 处理器设计：本书将介绍现代处理器的一些关键设计思想，如指令流水线（pipelining）、分支预测（branch prediction）、缓存（cache）等。读者将理解这些技术如何提高指令执行的速度，以及它们对程序性能的影响。 内存层次结构：本书将详细阐述从CPU寄存器到主存（RAM），再到二级存储（硬盘）的整个内存层次结构。重点讲解缓存的工作原理，如缓存行、缓存命中率、写策略等，并指导读者如何通过优化数据访问模式来提升程序性能。 指令级并行：本书将探讨如何利用现代处理器的多发射、乱序执行等特性来提高指令并行度，从而缩短程序执行时间。 3. 操作系统原理与接口： 进程与线程：本书将深入讲解操作系统如何管理进程和线程，包括进程创建、销毁、切换，以及线程的同步与通信机制。读者将理解并发执行的原理，以及如何编写多线程程序。 内存管理：本书将剖析虚拟内存（virtual memory）的机制，包括地址翻译、页表、页面置换算法等。读者将理解程序如何访问超出物理内存大小的数据，以及操作系统如何管理内存资源。 系统调用：本书将详细介绍程序与操作系统内核交互的接口——系统调用。读者将学习到常用的系统调用，如文件I/O、内存分配、进程控制等，并理解它们是如何工作的。 4. 链接、并发与网络编程： 程序链接：本书将讲解编译、汇编、链接的过程，包括静态链接和动态链接。读者将理解可执行文件是如何生成的，以及库函数是如何被引入程序的。 并发编程：本书将进一步探讨并发编程模型，包括共享内存的并发（如使用锁、信号量）和消息传递的并发。读者将学习如何处理多线程环境下的数据竞争和死锁问题。 网络编程基础：本书将介绍网络通信的基本原理，如TCP/IP协议栈、套接字（sockets）编程模型。读者将学习如何构建网络应用程序，实现客户端与服务器的通信。 三、学习目标与价值 通过学习本书，读者将获得以下能力： 深刻理解代码执行的底层机制：能够解释程序在内存中的存储方式，以及CPU如何执行指令。 提升程序性能：能够识别性能瓶颈，并运用缓存优化、指令级并行等技术编写更高效的代码。 编写更健壮的程序：理解内存管理、并发控制等机制，能够避免常见的运行时错误和安全漏洞。 进行高效的程序调试：在面对复杂问题时，能够从底层原理出发，快速定位和解决问题。 为高级主题打下坚实基础：为深入学习操作系统、计算机网络、分布式系统、编译器等相关领域奠定坚实的理论基础。 本书适合所有希望深入理解计算机系统运作原理，并希望提升编程技能的开发者、计算机科学专业的学生以及对计算机底层技术感兴趣的读者。它提供了一种全新的视角来审视代码，帮助开发者从“如何编写代码”上升到“代码为何如此运行”的层面，从而成为一名更优秀的工程师。

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这本书最让我印象深刻的一点是它对“错误处理”和“调试技巧”的重视程度，这往往是许多入门书籍忽略或一带而过的部分。很多教程只教你如何写出“能运行”的代码，但真正到了项目实战中，如何优雅地处理运行时异常，如何有效地利用IDE的调试工具才是区分新手和高手的关键。《Java程序设计与应用》在这方面投入了大量的笔墨。它不仅系统地介绍了Checked Exception和Unchecked Exception的区别及应用场景，还提供了一套处理异常的“黄金法则”。更实用的是，书中针对Eclipse和IntelliJ IDEA中常用的断点调试技巧，如条件断点、观察表达式等，给出了详尽的图文步骤解析。我按照书中的指导，成功地定位并修复了一个困扰我很久的并发问题，效率得到了显著提升。这种对工程实践中“软技能”的关注，让这本书的价值远远超出了单纯的语法手册，更像是一本实用的“Java工程师成长手册”。

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这本书的配套资源和学习支持简直是超乎预期。我通常对教材自带的示例代码持保留态度，很多时候都是为了凑数而写的，运行起来也问题多多。然而，这套书的配套GitHub仓库维护得极其专业，所有的示例代码都结构清晰，并且附带了详细的编译和运行说明，我几乎没有遇到任何环境配置上的困难。更值得一提的是，作者似乎对初学者的常见“坑点”了如指掌，代码注释非常丰富，很多关键部分的逻辑判断和异常处理都被标注得清清楚楚。此外，书中提到的很多在线社区和进阶阅读材料，也都是经过精心筛选的，而不是随便堆砌的链接。我按照书中推荐的路径去阅读了几篇关于Java并发编程的深度文章，极大地拓宽了我的视野。这种全方位的支持体系，让自学者也能享受到如同在专业课堂学习般的便利和高效，极大地减少了摸索和调试的时间成本。

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这本书的章节逻辑安排简直是教科书级别的典范，它构建了一个非常稳固的知识阶梯，让你每走一步都能站得更稳。我过去学编程语言时，经常遇到一些问题，就是基础概念讲得太快太抽象，导致后续的高级特性根本无法衔接。但《Java程序设计与应用》完全没有这个问题。它用近乎于“慢工出细活”的节奏，先用最简单的变量和操作符搭建地基，然后非常耐心地过渡到控制结构，接着才引入类和对象。最让我佩服的是，在讲完基础语法后，作者并没有急着去讲那些花哨的框架或高级API，而是花了大篇幅去深入剖析Java内存模型（JVM）是如何工作的。通过对堆、栈、方法区的细致描绘，我终于明白了为什么Java会有垃圾回收机制，也明白了为什么有些参数传递会导致意外的内存占用。这种深入到“为什么”层面的讲解，而不是停留在“怎么做”的层面，极大地增强了我对这门语言的底层理解。这种层层递进、循序渐进的叙事方式，让学习曲线变得平滑而扎实，而不是充满陡峭的知识断层。

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说实话，我一开始对这本书抱有一定的怀疑态度，因为名字听起来很“大路货”，感觉像是市面上泛滥的入门书籍之一。但阅读体验很快打消了我的顾虑。这本书的语言风格非常“接地气”，没有那种高高在上的技术腔调。作者似乎很擅长用生活中的例子来解释抽象的概念。比如，在解释接口和抽象类的区别时，他用了“合同”和“蓝图”的比喻，非常生动形象。而且，这本书的实战导向非常明确，它不是停留在理论层面空谈面向对象的设计原则，而是紧密结合Java EE或现代Web开发中的实际需求来讲解。例如，它在介绍集合框架时，不仅仅罗列了List、Set、Map的用法，而是立刻引出了如何在实际业务场景中选择最合适的集合类型来优化性能。这种学以致用的理念贯穿始终，让我感觉自己不是在背诵知识点，而是在学习一门可以立即投入生产环境的实用技能。

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这本《Java程序设计与应用》的排版实在令人眼前一亮，不同于市面上那些中规中矩的教材，它在视觉上做了不少心思。纸张的质感摸起来就很舒服，印刷清晰，即便是复杂的代码块，也能保持锐利的边缘，长时间阅读眼睛也不会感到特别疲劳。我尤其欣赏作者在引入新概念时采用的图示和流程图，它们不像教科书里那些生硬的示意图，而是更像是精心设计的思维导图，能瞬间抓住问题的核心。比如，在讲解面向对象三大特性时，书中配的那个关于“变形金刚”的类比，让我这个初学者一下子就理解了多态的精髓，那种豁然开朗的感觉，在其他书中是很少体验到的。再者，每章节末尾的“实践挑战”部分，难度设置得非常贴合实际开发中的场景，不像有些书只会出一些脱离实际的算法题。它更侧重于构建小型应用，比如一个简单的库存管理系统或者一个基础的GUI界面应用，这对于培养读者的实战能力是极有帮助的。总的来说，从装帧设计到内容呈现方式，这本书都体现出一种对读者体验的尊重，让人在学习枯燥的技术知识时，也能享受到阅读的乐趣，这对于提升学习效率是非常关键的一环。

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简单的东西还算全面吧

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