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

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页数:210

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出版时间:2008-6

价格:21.00元

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isbn号码:9787302174585

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

计算机体系结构基础：从逻辑门到现代处理器 本书特色： 本书旨在为读者提供一个全面、深入且易于理解的计算机体系结构教程。我们摒弃了传统教材中晦涩难懂的理论堆砌，转而采用一种自底向上、层层递进的讲解方式，带领读者领略数字世界的精妙构造。从最基础的布尔代数和逻辑门开始，逐步过渡到复杂的指令集设计、存储器层次结构以及现代多核处理器的并行处理机制。 核心内容模块： 第一部分：数字逻辑与基础构建 本部分是理解整个计算机系统的基石。我们首先回顾了数字信号的特性以及如何用布尔代数来描述逻辑运算。接着，详细阐述了构成所有数字电路的基本单元：逻辑门（与、或、非、异或等）。 随后，我们将这些基本门组合成更复杂的组合逻辑电路，例如加法器（半加器与全加器）、多路选择器、译码器等。这些组件是实现算术逻辑单元（ALU）的关键。 更进一步，我们深入研究了时序逻辑电路。通过对锁存器（Latches）和触发器（Flip-flops，如D触发器、JK触发器）的详细分析，揭示了数据如何在时钟的驱动下被存储和同步。基于这些时序元件，我们构建了寄存器组和小型同步存储器——静态随机存取存储器（SRAM）的基本模型。 第二部分：数据表示与指令集架构（ISA） 本部分着重于计算机如何处理信息。首先，我们系统地介绍了不同进制的转换，以及如何使用二进制补码系统来精确表示有符号和无符号整数，并详细分析了溢出检测的原理。接着，探讨了浮点数的IEEE 754标准，解释了单精度和双精度格式的组成及其带来的精度和范围考量。 在指令集架构层面，我们剖析了指令的结构——操作码（Opcode）和操作数的设计。本书涵盖了两种主要的ISA范式：精简指令集计算机（RISC）和复杂指令集计算机（CISC）的设计哲学及其权衡。通过具体分析诸如MIPS或类似RISC架构的指令集，读者将学会如何将高级语言操作（如赋值、循环、条件跳转）映射到底层指令。特别地，本书对寻址模式（立即数、寄存器直接寻址、基址加偏移寻址等）进行了详尽的分类和示例解析。 第三部分：处理器设计与实现 这是本书技术深度最高的环节。我们从单周期数据通路设计入手，清晰地展示了指令从取指、译码、执行到写回的完整流程。通过分析时钟周期内的信号传递，读者能直观理解每个组件的功能。 为解决单周期设计中固有的速度瓶颈，本书全面引入了流水线技术（Pipelining）。我们详细讲解了指令流水线的五个经典阶段（IF, ID, EX, MEM, WB），并着重分析了流水线中必须解决的三大类冲突：结构冲突、数据冲突（数据冒险）和控制冲突（控制冒险）。针对这些冲突，本书深入探讨了转发/旁路技术、延迟槽（在某些架构中）以及分支预测策略（如静态预测和动态预测，包括一步和两步历史寄存器）。 此外，我们还探讨了控制单元的设计，包括硬布线控制逻辑与微程序控制的设计思路，以及它们在不同复杂度处理器中的应用选择。 第四部分：存储器系统与I/O 现代计算机性能往往受限于“冯·诺依曼瓶颈”。本部分将重点解决数据存取效率问题。 我们首先深入研究了存储器层次结构的理论基础，解释了局部性原理（时间局部性和空间局部性）如何支撑这种结构的高效性。 核心内容聚焦于Cache存储器的设计与工作原理。本书详尽分析了地址映射的三种主要方式：直接映射、全相联映射和组相联映射，并讨论了它们的优缺点和性能影响。关于写操作策略（写直达、写回），以及如何通过替换算法（如LRU）来优化Cache的命中率，都有丰富的图例和计算案例支持。 随后，我们过渡到主存（DRAM）的组织方式，讲解了页表、TLB（转换后援缓冲器）在虚拟内存管理中的作用，以及操作系统如何通过内存管理单元（MMU）实现地址的转换和保护。 最后，对输入/输出（I/O）系统进行了概述，包括程序控制I/O、中断驱动I/O以及直接内存访问（DMA）的工作流程，展示了处理器如何有效地与外部设备进行数据交换。 第五部分：超越单核：并行计算简介 随着摩尔定律的演进，并行性已成为提升性能的关键。本部分为读者勾勒了现代多核处理器的蓝图。我们讨论了并行性的不同级别（指令级、数据级、线程级、任务级）。 重点介绍了多处理器系统中的存储器一致性模型。我们详细分析了缓存一致性协议，特别是Snoopy 协议（如MSI, MESI, MOESI 协议）的工作机制，解释了这些协议如何确保在共享内存系统中，不同核心看到的数据副本是保持一致性的。最后，简要介绍了SIMD（单指令多数据）架构在向量处理中的应用。 适用读者： 本书适合计算机科学、电子工程、软件工程等相关专业的本科生及研究生，作为核心课程教材。同时，对于希望从底层原理理解软件性能瓶颈、深入学习系统编程、或对CPU硬件设计感兴趣的专业人士，本书也是一本极佳的参考资料。本书假设读者具备一定的离散数学和C/C++编程基础。

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这本书的书封设计就让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调，配上简洁有力的白色字体，透露出一种既传统又现代的气息。翻开书页，首先感受到的是纸张的质感，厚实且平滑，即便是长时间阅读也不会感到刺眼，这对于需要长时间盯着屏幕或书本进行代码学习的读者来说，无疑是个贴心的设计。内容上，我特意翻阅了关于底层硬件接口和中断处理的章节，发现作者在讲解这些晦涩难懂的概念时，采用了非常形象的比喻和流程图，比如将CPU的工作比作一个繁忙的工厂流水线，将寄存器比作工人手中的工具箱。这种叙事方式极大地降低了初学者的门槛，让我这个之前对汇编只有模糊概念的人，也能快速把握其核心逻辑。特别是关于内存寻址的讲解部分，作者不仅罗列了各种模式，还结合了具体的C语言代码片段进行对比分析，清晰地展示了高级语言是如何“翻译”成机器指令的，这种跨语言的视角，让知识的融会贯通变得异常顺畅。不过，如果能在实战案例中再多加入一些针对不同架构（比如ARM或x86的特定扩展指令集）的区分说明，对于希望深入特定平台开发的读者来说，会是锦上添花的补充。

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读完这本书，最大的感受就是“条理清晰，脉络分明”。我过去看过的几本相关书籍，要么过于偏重理论的枯燥阐述，要么是堆砌了大量过时的代码范例，难以找到一个平衡点。而这本《汇编语言程序设计》则成功地找到了那个黄金分割点。它对指令集的分类非常科学，从数据传输、算术逻辑运算到控制流程，每一类指令的讲解都配有清晰的机器码格式解析，这对于理解编译原理和目标文件结构非常有帮助。我尤其赞赏其中关于栈帧（Stack Frame）和函数调用的章节，作者用极其细致的步骤模拟了函数调用和返回的整个过程，包括参数的传递、返回地址的保存与恢复，这些细节对于理解递归和编写安全的底层接口函数至关重要。我尝试着用书中的方法去分析一个现有的、用C语言编写的库函数生成的汇编输出，惊喜地发现许多困扰我已久的问题（比如参数顺序和返回值处理）瞬间迎刃而解。如果非要提出改进之处，我希望作者能在附录中增加一个针对现代编译器的优化策略介绍，对比一下手工编写的优化汇编代码和编译器自动生成的代码之间的差异和取舍标准，这将极大地提升本书的实战价值。

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我是在准备参加一个底层系统编程比赛时接触到这本书的，原本只是想快速查找一些指令集的速查信息，没想到却被其深厚的理论功底和清晰的逻辑结构深深吸引。这本书的价值远超一本参考手册。它真正做到了“授人以渔”，不仅仅告诉我们“怎么做”，更重要的是解释了“为什么必须这么做”。比如，在讲解字符串处理函数（如`REP MOVSB`）时，作者不仅展示了指令的使用，还深入分析了其背后的微码操作和流水线效率，让读者理解到为什么有时候使用循环比直接使用重复前缀指令在特定场景下可能更优。这种对效率和底层机制的深刻洞察，是这本书最宝贵的财富。它的内容组织结构仿佛一座精心规划的迷宫，每走一步都有清晰的指示牌，但当你最终到达中心时，你会发现自己已经对整个“迷宫”的结构了然于胸。如果能增加一个关于如何利用汇编语言进行性能剖析和反汇编分析的专门章节，将这本书的实用价值推向极致，因为在现代编程中，理解和阅读反汇编代码的能力，与编写汇编代码本身一样重要。

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这本书的阅读体验，可以说是近乎沉浸式的。它不像是一本教科书，更像是一部严谨的工程手册。作者的行文风格极其专业，用词精准，没有一丝含糊不清的地方。例如，在讲解位操作和标志寄存器的更新时，作者对每一个标志位（ZF, SF, OF, CF等）的触发条件都给出了精确的数学或逻辑定义，绝不满足于简单的描述。这种严谨性要求读者必须保持高度的专注，但也正因为如此，当我成功运行书中的第一个自定义中断处理程序时，那种成就感是无与伦比的——因为你知道，你所写的每一位代码，都精确地对应了硬件的某一特定行为。书中对调试工具的使用讲解也十分到位，它没有停留在简单的断点设置，而是深入到了如何使用寄存器监视窗口来跟踪程序执行状态的微妙变化，教会我们如何像“硬件侦探”一样去思考问题。唯一的微小不足是，对于一些跨平台兼容性的讨论略显不足，虽然主体基于主流架构，但增加一些关于不同操作系统（如Linux与Windows）下系统调用接口差异的简要对比，能让读者对“程序设计”这个概念的理解更加全面和立体化。

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初次接触这本教材时，我带着一种略微的敬畏感，毕竟“汇编语言程序设计”这个主题本身就意味着要直面计算机最底层的奥秘。这本书的叙事节奏把握得相当到位，它没有急于展示复杂的指令集，而是从最基础的二进制和十六进制的转换逻辑开始，步步为营地搭建起整个知识体系的框架。我特别欣赏作者在引入汇编语言的语法结构时，所采取的“问题驱动”的学习方法。比如，在讲解循环和跳转指令时，作者会先抛出一个实际编程中遇到的需求——如何高效地实现一个数组求和，然后再引出`LOOP`、`JMP`等指令的用法和最佳实践，这使得学习过程不再是死记硬背指令手册，而是在解决实际问题的过程中自然习得。书中的代码示例简洁而精炼，没有冗余的注释，迫使读者必须自己去理解每一行代码的意图，这对于培养独立调试和分析代码的能力至关重要。唯一的遗憾是，对于一些复杂的系统调用（System Call）的原理剖析，如果能配上更详尽的操作系统内核交互图示，或许能让读者对程序运行的全局视图有更清晰的认识。总体而言，这本书更像一位循循善诱的导师，引导你踏入这个充满挑战但又极富成就感的领域。

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