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出版者:国防工业出版社

作者:张晓明

出品人:

页数:283

译者:

出版时间:2006-8

价格:28.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787118046779

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
• 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

《编码的秘密：从硬件到逻辑的深度探索》 简介： 这是一本为那些对计算机底层运行机制充满好奇，渴望理解代码如何真正转化为机器行为的读者而设计的深度探索之旅。我们常常在高级语言的抽象层面上挥洒创意，却很少有机会触及那构成一切的基础——那些直接与硬件对话、塑造程序逻辑的微观指令。《编码的秘密》将带你穿过抽象的帷幕，深入计算机的内核，揭示二进制的奥秘，理解中央处理器（CPU）如何执行指令，内存如何组织数据，以及程序如何在硬件的指令下有序运转。 本书并非一本枯燥的技术手册，而是一场引人入胜的发现之旅。我们将从最基础的逻辑门开始，构建起数字电路的基石，逐步认识到那些在硅片上跳跃的电子如何协同工作，处理着我们输入的每一个字符、每一次点击。你将理解，即使是最复杂的应用程序，其最终也归结为一系列简单的、按部就班的操作，由CPU中的控制器单元一丝不苟地执行。 核心内容前瞻： 1. 数字逻辑的基石： 布尔代数与逻辑门： 我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT）开始，理解它们如何在输入信号为高电平（1）或低电平（0）时产生确定的输出。通过这些基本门，我们将搭建出更复杂的组合逻辑电路，如加法器、减法器，它们是CPU进行算术运算的核心。 时序逻辑与状态： 进一步，我们将引入时序逻辑的概念，理解触发器（Flip-Flops）如何能够“记忆”状态，从而构建出能够存储信息的电路，如寄存器和计数器。这将为我们理解CPU内部的指令流水线和状态保存奠定基础。 电路抽象与门级模拟： 通过一系列图示和实例，我们将学会如何从硬件层面理解电路的设计，并对简单的逻辑电路进行模拟，预测其在不同输入下的行为。 2. 指令集的艺术： 指令集架构（ISA）概览： 你将了解不同指令集架构（如x86, ARM）的设计哲学和基本构成。我们将聚焦于一些典型指令的含义，如数据传输指令（LOAD, STORE）、算术逻辑指令（ADD, SUB, AND, OR）、控制流指令（JUMP, CALL, RET）等，理解它们是如何操控CPU的状态和内存的。 指令编码与解码： 每一个指令背后都有其独特的二进制表示。我们将探索指令是如何被编码成机器码的，以及CPU的指令译码器是如何解析这些二进制序列，并将其转化为实际的控制信号。 寻址模式的智慧： 数据并非直接硬编码在指令中，而是通过不同的寻址模式来定位。本书将详细解析立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址、基址+偏移量寻址等多种寻址方式，让你明白程序如何高效地访问内存中的数据。 3. CPU的内部运转： CPU核心组件： 我们将深入剖析CPU的内部结构，包括算术逻辑单元（ALU）、控制器单元、寄存器堆、缓存等。你将理解ALU如何执行计算，控制器单元如何协调指令的获取、解码和执行，以及寄存器如何作为CPU内部的高速临时存储。 指令周期与流水线： CPU执行每一条指令都需要经过一系列步骤，即指令周期（取指、译码、执行、写回）。我们将详细阐述指令周期的各个阶段，并进一步介绍现代CPU中普遍采用的指令流水线技术，理解它如何通过并行处理提高执行效率。 中断与异常处理： 当外部事件（如键盘输入）或程序内部错误发生时，CPU如何暂停当前任务，转而去处理这些突发情况？我们将探讨中断和异常处理机制，理解它们在保证系统稳定性和响应性方面的作用。 4. 内存的组织与管理： 内存层次结构： 从CPU寄存器到缓存、主内存（RAM）再到辅助存储（硬盘），我们将解析内存的层次结构，并理解不同层级内存的访问速度、容量和成本差异。 数据表示： 整数、浮点数、字符等各种类型的数据在内存中是如何存储的？我们将深入探讨各种数据类型在二进制下的表示方式，以及大端字节序和小端字节序的区别。 内存访问机制： CPU如何通过地址总线和数据总线与内存进行通信？我们将解析内存控制器的工作原理，以及数据在CPU和内存之间是如何传输的。 5. 从代码到执行的桥梁： 链接器与加载器： 编写好的程序通常需要经过链接和加载才能运行。我们将简要介绍链接器如何将不同的代码段和库文件合并，以及加载器如何将可执行文件加载到内存中并启动程序。 高级语言与底层代码的关系： 本书将通过对比和分析，帮助读者理解高级语言（如C、Python）的语法和结构是如何被编译器转化为底层的机器指令的。你将能更好地理解高级语言的抽象背后所付出的“代价”以及它们所能提供的便利。 本书特色： 图文并茂，深入浅出： 大量的流程图、电路图、状态图和代码示例，将抽象的概念具象化，使读者更容易理解。 循序渐进，夯实基础： 从最基础的逻辑门到复杂的CPU工作原理，内容安排合理，确保读者能够逐步建立起完整的计算机底层知识体系。 理论结合实践： 虽然本书不涉及具体的编程语言，但它将为读者提供理解任何编程语言底层运作的坚实基础，使你对代码的理解上升到新的高度。 培养计算思维： 通过理解计算机的运作逻辑，读者将能更深刻地理解算法的效率、程序的性能瓶颈，从而培养出更优的计算思维。 《编码的秘密》是一扇通往计算机世界核心的窗户。无论你是计算机科学专业的学生，希望深入理解课程内容；还是对技术充满热情，渴望揭开“黑箱”的开发者；亦或是任何对信息技术底层运作感到好奇的探索者，这本书都将是你不可或缺的指南。它将赋予你一种全新的视角，让你不再仅仅是软件的使用者，而是真正理解并能够驾驭计算机底层力量的思考者。翻开本书，一起揭开编码的神秘面纱，探索数字世界的真谛。

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这部书的装帧和排版给我留下了非常深刻的印象。初拿到手时，厚实的纸张和沉稳的封面设计就预示着这是一本内容扎实的教材。内页的印刷质量极高，字迹清晰锐利，尤其是那些复杂的汇编代码示例，在对比度和光线下都显得赏心悦目。作者在章节的布局上显然是经过深思熟虑的，逻辑链条衔接得天衣无缝，从最基础的寄存器概念到复杂的内存管理和中断处理，每一步的递进都感觉非常自然，没有丝毫的生硬或跳跃感。最值得称赞的是，书中穿插了大量的图示和流程图，这些视觉辅助工具对于理解抽象的底层操作机制起到了至关重要的作用。比如，在讲解调用约定（Calling Conventions）时，那个清晰描绘堆栈帧变化的示意图，比任何冗长的文字描述都要来得直观有力。虽然我才刚翻阅了前几章，但可以预见，这本教材在设计上是完全以学习者的体验为中心的，每一个细节都透露着对读者学习过程的尊重与关怀。

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坦白说，我原本对手册类的技术书籍总是抱持着一种敬而远之的态度，总觉得它们充斥着枯燥的术语和冷冰冰的指令集描述。然而，这本《汇编语言程序设计》却彻底颠覆了我的认知。它的叙述风格非常独特，与其说是在“教”技术，不如说是在“讲述”计算机语言的哲学。作者似乎总能找到一种恰到好处的平衡点，既能精确地阐述底层硬件的运作方式，又能用一种近乎讲故事的方式将这些机制的由来和演变娓娓道来。尤其是在探讨不同架构处理器之间的差异时，那种深入骨髓的洞察力令人叹服，它不仅仅是罗列差异，更是在剖析设计者在特定历史和技术背景下做出权衡的原因。我特别喜欢其中穿插的一些历史轶事和早期程序员的智慧结晶，这让学习过程不再是一场孤独的苦役，而更像是一次与计算机科学先驱的对话。这种富有温度的讲解方式，极大地激发了我深入探究的欲望。

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这本书在实践案例的选取和深度上，展现出了远超一般教材的专业水准。很多同类书籍往往止步于“Hello World”级别的简单程序，或者仅仅是对几个基础指令的机械演示。但这本书的配套练习和随书代码（假设有的话，从内容结构推断是有的）明显是围绕着解决真实世界中遇到的底层挑战而设计的。我留意到对I/O端口操作、自定义数据结构在汇编层面的实现，以及如何高效地进行位操作等方面的深入探讨。这些内容对于任何希望真正掌握系统编程，或者从事嵌入式开发、逆向工程等领域的人来说，是无价的财富。此外，作者在代码的优化技巧上似乎也毫不吝啬，详细分析了如何通过调整指令顺序或利用特定寄存器的特性来榨取每一分性能，这种对“效率美学”的追求，是技术硬核派最渴求的精神食粮。

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我对这本书的索引和参考资料部分给予高度评价。通常，技术书籍的附录部分常常是敷衍了事，但这本书的这个部分却体现了作者严谨的治学态度。索引的编排极为细致和科学，查找特定指令或概念的效率极高，这在需要快速回顾某个知识点时显得尤为重要。更重要的是，它提供的扩展阅读清单非常权威和具有前瞻性，链接到了许多经典的论文和技术文档，这表明作者不仅仅是在复述已有的知识，更是在引导读者进入更深层次的学术研究领域。对于希望将汇编语言学习提升到研究层面的人来说，这份指南的价值甚至可能超过了主体教材本身。它构建了一个清晰的进阶路径，指明了知识探索的方向，让人感觉到自己手中拿的不是一本简单的教科书，而是一张通往更广阔技术世界的地图。

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从一个资深软件工程师的角度来看，这本书的理论深度和广度达到了一个令人敬佩的高度。它没有将汇编语言视为一个需要尽快“绕过去”的障碍，而是将其视为理解整个软件栈基石的关键。书中对内存寻址模式的阐述极为精妙，从段式内存到分页机制的过渡被处理得丝滑流畅，这对于理解操作系统内核的工作原理至关重要。更让我欣赏的是，它并未将视野局限于某一个特定的CPU平台，而是探讨了底层指令集设计中的普遍性原则和普适性挑战。这种高屋建瓴的视角，使得读者在学完特定平台的语法后，能够迅速迁移和适应其他体系结构。对于想要构建扎实计算机基础知识体系的学习者而言，这本书无疑提供了最坚实的地基，它教会你的不是如何输入代码，而是如何“思考”机器的运行方式。

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语言简洁，条理清晰，好书！

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