具体描述
从程序员的视角，看计算机系统！
本书适用于那些想要写出更快、更可靠程序的程序员。通过掌握程序是如何映射到系统上，以及程序是如何执行的，读者能够更好的理解程序的行为为什么是这样的，以及效率低下是如何造成的。粗略来看，计算机系统包括处理器和存储器硬件、编译器、操作系统和网络互连环境。而通过程序员的视角，读者可以清晰地明白学习计算机系统的内部工作原理会对他们今后作为计算机科学研究者和工程师的工作有进一步的帮助。它还有助于为进一步学习计算机体系结构、操作系统、编译器和网络互连做好准备。
本书的主要论题包括：数据表示、C程序的机器级表示、处理器结构，程序优化、存储器层次结构、链接、异常控制流、虚拟存储器和存储器管理、系统级I/O、网络编程和并发编程。书中所覆盖的内容主要是这些方面是如何影响应用和系统程序员的。例如，在讲述数据表示时，本书说明了用来表示数字的表示方法是有限的，它能够近似地表示整数和实数，但是这种表示方法是有限制的，程序员必须了解。在讲述高速缓存时，本书讨论了矩阵代码中的循环变量的顺序是如何影响程序的性能的。在讨论网络互连时，本书描述了并发服务器如何能有效地处理来自多个客户端的请求。
本书基于Intel兼容（IA32）机器，在Unix或者相关的操作系统（例如，Linux）上执行C程序。虽然书中包括了一些帮助读者将Java转化成C的提示，但是还是要求读者对C或者C++有一定的了解。
您可以通过本书的Web网站www.csapp.cs.cmu.edu获得完整的资料，包括实验和作业，授课笔记和代码示例。
本书英文版久负盛名，被众多专业人士称为“最伟大的计算机教材”之一，著名的美国卡内基梅隆大学计算机科学系一直将本书作为教材使用，程序员眼中的透彻讲述计算机系统的扛鼎之作。作者Randal E. Bryant是卡耐基梅隆大学的计算机科学系主任，ACM和IEEE双院士（Fellow），其研究成果多次获得ACM和IEEE颁发的大奖。
本书共分十三章，分别介绍了信息的表示和处理、程序的机器级表示、处理器体系结构、存储器层次结构、静态和动态链接、虚拟存储器、系统级I/O、网络编程和并发编程等精彩内容。其目的是解释计算机系统的所有本质概念，并向读者展示这些概念是如何实际地影响应用程序的正确性、性能和实用性。与其他主要针对系统构造人员的系统类书籍不同，这本书是写给程序员的，是从程序员的角度来描述的。本书为软件和硬件之间搭起了一个桥梁，它给出了一种帮助读者分别从硬件和软件的角度去理解一个程序及其行为的途径，这也填补了国内计算机系统教学中的一个空白。本书的最大优点是帮助读者理解概念，让读者很清楚地在脑海中构造一个层次型的计算机系统，从最低层数据在内存中的表示（如我们一直陌生的浮点数表示），到流水线指令的构成，到虚拟存储器，到编译系统，到动态加载库，到最后的用户应用。
本书提供了大量的例子和练习及部分答案。尤其值得一提的是，对于每一个基本概念都有相应的笔头或程序试验，加深读者的理解。
作者简介
Randal E. Bryant 1973年获得密歇根大学（University of Michigan）学士学位，随即就读麻省理工学院（Massachusetts Institute of Technology）的研究生院，并在1981年获计算机博士学位。他在加州理工学院（California Institute of Technology）做了三年助教，从1984年至今一直是卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon）的教师。他现在是计算机科学的主任级教授和计算机科学系的系主任。他同时还受邀于电子和计算机工程系。 他从事本科和研究生计算机系统方面课程的教学超过20年。在讲授计算机体系结构课程多年后，他开始把关注点从如何设计计算机转移到程序员如何在更好地了解系统的情况下编写出更有效和更可靠的程序。他和O’Hallaron教授一起在卡内基梅隆大学开设了“计算机系统导论”课程，那便是此书的基础。他还教授一些算法和编程方面的课程。 Bryant教授的研究涉及帮助硬件设计者验证其系统正确性的软件工具的设计。其中，包括几种类型的模拟器，以及用数学方法来证明设计正确性的形式化验证工具。他发表了100多篇技术论文。包括Intel、Motorola、IBM和Fujitsu在内的主要计算机制造商都使用他的研究成果。他还因他的研究获得过数项大奖。其中包括Semiconductor Research Corporation颁发的两个发明荣誉奖和一个技术成就奖，美国计算机学会（Association for Computer Machinery，ACM）颁发的Kanellakis理论与实践奖，还有电气和电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）授予的W. R. G. Baker奖和50年金质奖章（a Golden Jubilee Medal）。他同时是ACM和IEEE的院士。
David R. O’Hallaron 1986年在维吉尼亚大学（University of Virginia）获得计算机科学的博士学位。在通用电气工作一段时间后，于1989年作为系统科学家成为卡内基梅隆大学的教员。他目前是计算机科学系和电子及计算机工程系的副教授。 他教授一些本科生和研究生的计算机系统方面的课程，例如计算机体系结构、计算机系统绪论、并行处理器设计和Internet服务。和Bryant教授一起，他开设了“计算机系统导论”课程，那便是此书的基础。 O’Hallaron教授和他的学生从事计算机系统领域的研究。特别的，他们开发了一些软件系统，帮助科学家和工程师在计算机上模拟自然界。其中最著名的是Quake项目，一群计算机科学家、土木工程师和地震学家致力于在强烈地震中预测大地运动的能力，这些强烈地震包括南加洲、古巴、日本、墨西哥和新西兰的大地震。同Quake项目中其它人员一起，他获得了CMU计算机科学院颁发的Allen Newell优秀研究奖章。他为Quake项目创立的基准程序，183.equake，被SPEC（Standards Performance Evaluation Corporation）选入非常有影响的SPEC CPU和OMP（Open Mp）基准程序包中。
目录信息
关于第二次印刷的几点说明
译 序
关于术语的翻译
在第二次印刷中一些重要术语的修订
前 言
关于作者
第1章 计算机系统漫游
1．1 信息就是位十上下文
1．2 程序被其他程序翻译成不同的格式
1．3 了解编译系统如何工作是大有益处的
1．4 处理器读并解释储存在存储器中的指令
1．5 高速缓存
1．6 形成层次结构的存储设备
1．7 操作系统管理硬件
1．8 利用网络系统和其他系统通信
1．9 下一步
1．10 小结
第1部分 程序结构和执行
第2章 信息的表示和处理
.2．1 信息存储
2．2 整数表示
2．3 整数运算
2．4 浮点
2．5 小结
第3章 程序的机器级表示
3．1 历史观点
3．2 程序编码
3．3 数据格式
3．4 访问信息
3．5 算术和逻辑操作
3．6 控制
3．7 过程
3．8 数组分配和访问
3．9 异类的数据结构
3．10 对齐(alignment)
3．11 综合：理解指针
3．12 现实生活：使用gdb调试器
3．13 存储器的越界引用和缓冲区溢出
3．14 *浮点代码
3．15 *在c程序中嵌入汇编代码
3．16 小结
第4章 处理器体系结构
4．1 y86指令集体系结构
4．2 逻辑设计和硬件控制语言hcl
4．3 y86的顺序(sequential)实现
4．4 流水线的通用原理
4．5 y86的流水线实现
4．6 小结
第5章 优化程序性能
5．1 优化编译器的能力和局限性
5．2 表示程序性能
5．3 程序示例
5．4 消除循环的低效率
5．5 减少过程调用
5．6 消除不必要的存储器引用
5．7 理解现代处理器
5．8 降低循环开销
5．9 转换到指针代码
5．10 提高并行性
5．11 综合：优化合并(combing)代码的效果小结
5．12 转移预测和预测错误处罚
5．13 解存储器性能
5．14 现实生活：性能提高技术
5．15 确认和消除性能瓶颈
5．16 小结
第6章 存储器层次结构
6．1 存储技术
6．2 局部性
6．3 存储器层次结构
6．4 高速缓存存储器
6．5 编写高速缓存友好的代码
6．6 综合：高速缓存对程序性能的影响
6．7 综合：利用程序中的局部性
6．8 小结
第2部分 在系统上运行程序
第7章 链接
7．1 编译器驱动程序
7．2 静态链接
7．3 标文件
7．4 可重定位目标文件
7．5 符号和符号表
7．6 符号解析
7．7 重定位
7．8 可执行目标文件
7．9 加载可执行目标文件
7．10 动态链接共享库
7．11 从应用程序中加载和链接共享库
7．12 *与位置无关的代码(pic)
7．13 处理目标文件的工具
7．14 小结
第8章 异常控制流
8．1 异常
8．2 进程
8．3 系统调用和错误处理
8．4 进程控制
8．5 信号
8．6 非本地跳转
8．7 操作进程的工具
8．8 小结
第9章 测量程序执行时间
9．1 计算机系统上的时间流
9．2 通过间隔计数(interval counting)来测量时间
9．3 周期计数器
9．4 用周期计数器来测量程序执行时间
9．5 基于gettimeofday函数的测量
9．6 综合：一个实验协议
9．7 展望未来
9．8 现实生活：k次最优测量方法
9．9 得到的经验教训
9．10 小结
第10章 虚拟存储器
10．1 物理和虚拟寻址
10．2 地址空间
10．3 虚拟存储器作为缓存的工具
10．4 虚拟存储器作为存储器管理的工具
10．5 虚拟存储器作为存储器保护的工具
10．6 地址翻译
10．7 案例研究：pentium／linux存储器系统，
10．8 存储器映射
10．9 动态存储器分配
10．10 垃圾收集
10．11 c程序中常见的与存储器有关的错误
10．12 扼要重述一些有关虚拟存储器的关键概念
10．13 小结
第3部分 程序间的交互和通信
第11章 系统级i／o
11．1 unix i／o
11．2 打开和关闭文件
11．3 读和写文件
11．4 用rio包进行健壮地读和写
11．5 读取文件元数据
11．6 共享文件
11．7 i／o重定向
11．8 标准i／o
11．9 综合：我该使用哪些i／o函数?
11．10 小结
第12章 网络编程
12．1 客户端-服务器编程模型
12．2 网络
12．3 全球ip因特网
12．4 套接字接口
12．5 web服务器
12．6 综合：tinyweb服务器
12．7 小结
第13章 并发编程
13．1 基于进程的并发编程
13．2 基于i／o多路复用的并发编程
13．3 基于线程的并发编程
13．4 多线程程序中的共享变量
13．5 用信号量同步线程
13．6 综合：基于预线程化的并发服务器
13．7 其他并发性问题
13．8 小结
附录a 处理器控制逻辑的hcl描述
a．1 hcl参考手册
a．2 seq
a．3 seq+
a．4 pipe
附录b 错误处理
b．1 unix系统中的错误处理
b．2 错误处理封装函数
b．3 csapp．h头文件
b．4 csapp．c源文件
参考文献
索 引
· · · · · · (收起)
读后感
如果计算机科学只能带走一本书的话，我选择这本。 这是本很有趣的书，了解计算机底层技术是件极富挑战同趣味的事情，这样的书籍给人带来极大乐趣。个人认为这样的书籍，计科专业的本科学生越早接触越好，它会让你比别人更早拥有一个系统的计算机知识，更能触类旁通。如果想从事...
CMU和ICS的课号为213，然后他的courseweb在这: http://www.cs.cmu.edu/~213/index.html 里面有CMU往年的CS213的所有exam资料和答案： http://www.cs.cmu.edu/~213/exams.html 还有另外一个资源是: http://www.cs.cmu.edu/~213/lectures/ 这里是FTP服务器，提供所有CS213的slide...
CMU是全美以至全球公认的CS最猛的大学之一，没办法，作为CS的发源地，再加上三位神一样的人先后在此任教：Alan Perlis（CS它祖宗+第一届Turing奖获得者）、Allen Newell（AI缔造者+Turing奖获得者）和Herbert Simon（AI缔造者+Turing奖获得者+Nobel经济学奖获得者，当代的L...
如果计算机科学只能带走一本书的话，我选择这本。 这是本很有趣的书，了解计算机底层技术是件极富挑战同趣味的事情，这样的书籍给人带来极大乐趣。个人认为这样的书籍，计科专业的本科学生越早接触越好，它会让你比别人更早拥有一个系统的计算机知识，更能触类旁通。如果想从事...
如果计算机科学只能带走一本书的话，我选择这本。 这是本很有趣的书，了解计算机底层技术是件极富挑战同趣味的事情，这样的书籍给人带来极大乐趣。个人认为这样的书籍，计科专业的本科学生越早接触越好，它会让你比别人更早拥有一个系统的计算机知识，更能触类旁通。如果想从事...
用户评价
这本《深入理解计算机系统》真的是给我打开了一扇新世界的大门！读之前，我一直以为计算机只是个神奇的黑盒子，代码写进去，程序就跑出来了。但这本书彻底颠覆了我的认知。它从最底层的硬件运作讲起，比如CPU是怎么执行指令的，内存是怎么存储数据的，甚至连数据在存储介质上的物理表现都有涉猎。我印象特别深刻的是关于缓存的部分，它解释了为什么有时访问同一个数据，速度却千差万别。原来这背后是CPU、内存和各种缓存之间复杂的协同工作，以及数据局部性原理在起作用。书里还详细讲解了操作系统是如何管理这些资源的，比如进程、线程、虚拟内存的概念，以及它们是如何通过系统调用与硬件交互的。我尤其喜欢它用生动的例子和图示来解释那些抽象的概念，比如用房子来比喻内存空间，用文件柜来比喻磁盘存储，让原本枯燥的技术变得易于理解。读完之后，我写代码的时候，脑子里不再只是代码本身，还会不自觉地思考数据在内存中的布局，代码执行的效率，以及潜在的性能瓶颈。感觉自己从一个只会“使用”计算机的人，变成了一个真正“理解”计算机运行机制的人。
接触过一些技术书籍，但《深入理解计算机系统》绝对是让我最“醍醐灌顶”的一本。它没有回避那些看似复杂晦涩的技术细节，而是以一种非常系统化的方式，将它们层层剥开，展现在读者面前。比如，它对并发编程的讲解，让我对多线程、多进程模型有了更深刻的认识。它不仅介绍了各种并发模型，还分析了其中的难点和挑战，例如竞态条件、死锁等问题，并给出了相应的解决方案。我一直以来都对并行计算很感兴趣，这本书在这方面的阐述为我提供了坚实的基础。书中对于不同类型存储器（RAM、ROM、SSD、HDD）的详细介绍，以及它们在性能、成本和持久性上的权衡，让我对如何选择合适的存储方案有了更清晰的认识。书中的图表和示意图运用得恰到好处，将复杂的逻辑关系可视化，极大地降低了理解的难度。读完这本书，我感觉自己编程的思维模式都发生了转变，更加注重代码的健壮性、效率和可维护性。
不得不说，这本书的广度和深度都令人惊叹。它不仅仅局限于某个特定平台或语言，而是从计算机系统的本质出发，涵盖了从硬件到软件的各个层面。它对网络通信的讲解也让我受益匪浅，尤其是TCP/IP协议栈的剖析，让我明白了我们每天都在使用的互联网是如何工作的。从数据包的封装、路由，到最终的可靠传输，每一个环节都被解释得清清楚楚。我还特别关注了书中关于链接器和加载器的章节，这部分内容是我之前从未接触过的。它解释了为什么我们编写的源代码最终能够变成可执行文件，以及可执行文件在加载到内存时所经历的各个阶段。书中的例子非常贴切，例如它用现实生活中的“链接”比喻来解释符号解析，用“加载”来比喻程序进入内存并开始运行。通过这些细致的讲解，我终于理解了为什么有时候会遇到“链接错误”或者“运行时错误”，这些问题往往都和这些底层机制有关。这本书的写作风格非常严谨，同时又充满了启发性，它鼓励读者去探究事物的本质，而不是仅仅停留在表面。
这是一本真正意义上的“工具书”，它提供的不仅仅是知识，更是解决问题的思路和方法。我尤其赞赏书中关于性能优化的讨论，它并没有给出一些“银弹”式的优化技巧，而是从计算机系统的底层原理出发，分析了导致性能瓶颈的常见原因，例如缓存未命中、指令流水线阻塞、内存访问延迟等等。它鼓励读者通过分析程序运行时的剖析数据（profiling data）来找出性能瓶颈，而不是凭空猜测。我记得书中有一个关于循环展开和函数内联的例子，详细说明了这些优化技术是如何通过减少控制流开销和提高指令级并行性来提升性能的。对我来说，这就像是学会了“庖丁解牛”的技法，能够更精准地找到代码中的“病灶”并加以解决。书中的代码示例也非常精炼，直接展现了核心概念的实现，有助于读者加深理解。这本书的价值在于它能够帮助读者建立起一个完整的计算机系统知识体系，无论从事哪种类型的软件开发，都能从中获益匪浅。
如果要用一句话来形容这本书，那就是“相见恨晚”。它让我明白，原来我们每天敲下的那些代码，背后承载着如此复杂的工程和精妙的设计。书中的内容之丰富，足以让我反复品读，每次阅读都能有新的体会。它对编译原理的阐述，让我理解了源代码是如何一步步被转换成机器指令的，包括词法分析、语法分析、语义分析以及代码生成等过程。我对变量在内存中的存储方式，以及指针和引用的本质有了更清晰的认识。书中还涉及了安全方面的内容，例如缓冲区溢出攻击的原理和防御措施，这让我更加警惕在编写代码时需要注意的细节。这本书的语言风格既有学术的严谨，又不失通俗易懂，很多时候它会引导读者自己去思考，而不是直接给出答案。读完这本书，我感觉自己不再是那个只会“照猫画虎”的程序员，而是有了一定的“内功心法”，能够更好地理解和驾驭计算机这个强大的工具。
深入不理解计算机系统 | 计算机原理
CSAPP的中文版,翻译得很差劲,甚至还不如读英文版顺畅,经常要停下来对句子作生硬的语法分析
CMU的经典教材
CSAPP的中文版,翻译得很差劲,甚至还不如读英文版顺畅,经常要停下来对句子作生硬的语法分析
做软件工程师，对计算机科学的真正理解是至关重要的，学习《30天精通JAVA》和学习《地址无关代码编程》的从业者，境界是不一样的
