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出版者:北京邮电大学出版社

作者:常建丽

出品人:

页数:212

译者:

出版时间:2007-5

价格:18.00元

装帧:

isbn号码:9787563514656

丛书系列:

图书标签:

• C++
• 编程
• 入门
• 基础
• 语言
• 计算机
• 教材
• 教学
• 程序设计
• 算法

《深入理解计算机系统：从硬件到软件的架构之旅》 图书简介 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，剖析现代计算机系统的复杂性，从最底层的硬件架构到上层的操作系统、编译器以及应用程序的交互，勾勒出一幅完整的技术图景。我们不再将计算机视为一个抽象的黑箱，而是带领读者亲手拆解其内部运作的每一个关键环节，理解其设计哲学与工程取舍。 第一部分：信息的表示与处理 本部分聚焦于计算机如何理解和操作数据。我们将从二进制的基础开始，探讨数字、字符以及复杂数据结构的底层表示方法。重点分析整数和浮点数的存储标准（如IEEE 754），解释为何在计算机运算中，看似简单的数学操作背后隐藏着精妙的位操作和数据类型限制。 逻辑运算与布尔代数： 复习和深化布尔代数在硬件设计中的核心作用，理解逻辑门如何构成加法器、乘法器等基本运算单元。 数据结构的基础表示： 深入探讨数组、链表、栈、队列等基本抽象数据类型在内存中的物理布局，及其对程序性能的影响。 整数与浮点数的精确性： 详细剖析数据溢出、截断误差和舍入误差的成因，强调在系统编程中对数值精度的严格控制。 第二部分：处理器架构与指令集 理解处理器（CPU）的工作原理是掌握系统效率的关键。本部分将详细介绍指令集架构（ISA）的设计原则，特别是类RISC（精简指令集）和类CISC（复杂指令集）的演进与权衡。 CPU工作周期： 剖析取指、译码、执行、访存和写回这五个核心阶段如何通过流水线技术实现并行处理，以及分支预测和乱序执行等高级技术如何突破时钟周期的限制。 寄存器与寻址模式： 阐述寄存器在程序执行中的作用，以及各种寻址模式（直接、间接、变址等）如何影响代码的紧凑性和执行效率。 汇编语言透视： 通过分析典型的机器码序列，读者将能够直接“看到”高级语言代码被翻译后在处理器上执行的真实面貌。我们将以一个经典的函数调用和返回过程为例，追踪栈帧的构建与销毁。 第三部分：存储器的层次结构与优化 现代计算机性能的主要瓶颈往往在于内存访问延迟。本书花费大量篇幅讲解存储器层次结构，这是提升系统性能的基石。 局部性原理： 深入解释时间局部性和空间局部性原理，并论证这些原理是如何驱动缓存系统的设计的。 缓存技术： 详细剖析一级、二级、三级缓存的工作机制，包括直接映射、组相联和全相联的冲突避免策略。重点讨论缓存命中率、缺失惩罚、写分配与写回策略。 虚拟内存与内存管理单元（MMU）： 解释虚拟地址空间如何被抽象出来，以及MMU如何使用页表将虚拟页映射到物理页帧。探讨TLB（转换后援缓冲器）在加速地址翻译中的关键作用，以及缺页中断的处理流程。 第四部分：链接、加载与程序执行环境 一个源代码文件如何变成一个可执行程序，并最终在操作系统上运行？本部分将揭示编译、链接和加载的完整生命周期。 编译器与汇编器： 简要回顾编译过程，重点分析代码优化阶段产生的机器码与原始代码之间的差异。 目标文件格式（ELF/PE）： 剖析目标文件的结构，包括代码段（.text）、数据段（.data, .bss）和符号表。 静态链接与动态链接： 深入比较两种链接方式的优劣。重点讲解动态链接器（Loader）的工作原理，例如共享库的加载、重定位过程（Relocation）以及地址无关代码（PIC）的实现。理解共享库如何节省内存，以及“DLL Hell”等问题的根源。 第五部分：操作系统接口与系统调用 操作系统是硬件和应用程序之间的桥梁。本部分侧重于应用程序如何通过标准化的接口与内核进行通信。 进程与线程： 明确区分进程（Process）和线程（Thread）在资源隔离和并发执行上的区别。分析进程控制块（PCB）和线程控制块（TCB）的数据结构。 上下文切换： 详细描述内核如何保存和恢复用户态程序的状态，以实现多任务的假象。 系统调用机制： 阐述系统调用（Syscall）的发生过程，包括用户态到内核态的模式切换、参数传递的安全性和陷阱（Trap）处理。我们将分析常见I/O操作（如`read`/`write`）的底层实现。 第六部分：并发、同步与性能瓶颈 在多核处理器时代，编写正确的并发代码至关重要。本部分探讨如何安全地协调多个执行流的访问共享资源。 竞争条件与临界区： 定义并发编程中的核心难题，并介绍使用互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）和条件变量来保护临界区的方法。 内存模型与处理器一致性： 解释现代处理器如何通过缓存一致性协议（如MESI）来保证多核环境中数据视图的同步性。强调在不使用同步原语时可能遇到的指令重排序问题。 死锁分析： 识别造成死锁的四个必要条件，并探讨避免和检测死锁的策略。 目标读者 本书适合于已经掌握一门编程语言基础语法（如C/C++的变量、循环、函数），并希望深入理解程序在真实硬件上如何运行的工程师、计算机科学专业学生以及系统架构师。通过本书的学习，读者将能够编写出更高效、更稳定、对底层资源利用更充分的软件。

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我就喜欢买书，都快成为一个习惯了。以前去书店，现在就经常上网上这些书城了。买书是方便了，可是买来的书尤其这种电脑书，可是看着真吃力。我基础差一点，也没学过什么计算机一类的课程，就是自己喜欢，就经常买些来琢磨着学。有个朋友介绍一个猎豹网校，说都是老师讲课，看...

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这本书的语言风格和语气设定，让我感觉它根本不是写给成年学习者看的。它的叙述方式过于冗长和啰嗦，充斥着大量的口语化表达和一些不必要的、与编程主题无关的个人感叹。阅读时，我总有一种被“说教”的感觉，而不是被“引导”。比如，作者在解释一个简单的循环结构时，可以花费半页纸来描述他自己当年初学时遇到的心理阴影，这些内容完全可以被压缩成一句话。这种过度装饰的文字风格，极大地稀释了核心技术信息的密度。我需要的是精准、简洁、高效地获取知识，而不是沉浸在作者的个人叙事中。在快速迭代的编程领域，时间就是生命，我没有兴趣去品读这些注水的文字。结果就是，我需要不断地努力去穿透那些不必要的“云雾”，才能找到真正有用的技术定义和规则。如果这本书想走轻松幽默的路线，它失败了，因为它牺牲了专业性和信息密度；如果它想走严谨的学术路线，它又过于随意和松散。它卡在了一个尴尬的中间地带，无法满足任何一种类型读者的需求。

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作者在组织章节结构和知识点递进方面，展现出一种近乎随机的混乱感。我发现在学习过程中，经常遇到知识点前后矛盾或者顺序完全不合逻辑的情况。比如，书中很早就引入了模板的概念，但直到快结尾的地方才开始详细解释编译时多态，这使得前面的所有模板示例都成了一堆无法理解的语法糖。更令人抓狂的是，有些关键的基础概念，比如Rvalue引用和移动语义，被放在了一个非常靠后的章节，而在此之前，却花了大量的篇幅去讲解一些已经被现代C++视为“古老”的、效率低下的操作方式，却没有给出明确的过渡和比较。这种不连贯的学习路径，迫使我不得不频繁地在不同章节之间来回跳跃，或者干脆跳出这本书，去网上搜索其他更合理的学习路径图。一本好的教材应该像一条精心铺设的单行道，引导读者自然而然地从A点到达B点，但这本书更像一个迷宫，让人耗费了大量的精力去弄清楚“我应该先学哪个”。这种编排上的疏忽，极大地增加了初学者的认知负荷。

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这本书的排版简直是一场灾难，我几乎是在跟一本设计极其糟糕的教科书作斗争。封面设计得平淡无奇，进去之后更是糟糕。代码块的字体小得可怜，行间距窄得让人窒息，有时候一行代码和下一行代码几乎要粘在一起了。更要命的是，书中的插图和图示简直是糊成一团的像素垃圾，完全无法看清楚流程图或者结构示意图的细节。我本来以为这本《编程语言基础-C++》会给我带来一个清晰的学习体验，结果却是每次阅读都需要我眯着眼睛，时不时地还要借助放大镜来辨认那些模糊不清的符号。作者和出版商在基本的可读性上就全盘皆输了，这让我在学习那些复杂的指针和模板概念时，还要分心去处理这些低级的视觉障碍，极大地影响了学习效率和心情。我不得不承认，我花在试图看清书本内容上的时间，可能比理解C++本身概念的时间还要多。我强烈建议所有考虑购买这本书的人，最好先去书店亲自翻阅一下，看看自己的眼睛能否承受这种折磨。一个优秀的学习材料，其载体本身的质量是基础，而这本书在这最基础的一环上就彻底垮塌了。

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这本书的配套练习和示例代码简直是一场灾难，它们不仅没有起到巩固知识的作用，反而成了误导读者的陷阱。很多练习题的描述含糊不清，甚至有些题目在逻辑上是存在缺陷的，强行让你去实现一个在实际编程中根本不会采用的、效率低下的解决方案。更不用提那些随书附带的源代码了，它们简直就是一本充满bug的“反面教材”。我尝试着编译和运行书中给出的几个核心示例，发现其中至少有三成是无法通过现代C++标准编译的，要么是缺少必要的头文件引用，要么是使用了过时的库函数而没有给出任何替代方案的说明。这意味着我不得不花费大量时间去调试和修正作者的错误代码，而不是专注于理解C++本身的概念。对于一本旨在教授编程实践的书籍而言，提供大量错误或过时的代码样本，是一种极不负责任的行为。这让我对作者的专业性产生了严重的怀疑，如果连代码示例都是如此敷衍了事，那么理论部分的严谨性又该如何保证呢？

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这本书的理论深度简直可以用“浅尝辄止”来形容，对于任何想要真正掌握C++精髓的人来说，这简直是浪费时间。它似乎只是把一些基础概念——比如变量、循环和基本的类定义——拿出来，用最直白、最缺乏洞察力的方式罗列了一遍，然后就匆匆结束了。当你试图深挖比如虚函数的工作原理、C++11之后的新特性带来的范式转变，或者内存模型的具体细节时，你会发现书中提供的解释非常空泛，很多时候只是简单地重复了定义，而没有给出深入的剖析或者实际的案例来支撑。比如讲到面向对象的多态性，它只是告诉你“这是什么”，却从未真正探讨过它在大型项目中的实际权衡利弊，或者在不同编译器下的细微差异。对于一个声称是“基础”的教材来说，它连基础概念的“为什么”都没有讲清楚，更别提“如何”在实际工程中运用。我感觉我像是在阅读一本给中学生的入门指南，而不是一本面向未来软件工程师的工具书。如果你已经有其他语言的经验，这本书对你来说可能价值有限；如果你是零基础，这本书提供的知识框架可能过于单薄，无法支撑你构建起牢固的知识体系，读完后你依然会感到迷茫。

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