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出版者:Wiley

作者:Jeff Duntemann

出品人:

页数:648

译者:

出版时间:October 12, 2009

价格:$40.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780470497029

丛书系列:

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深入理解计算机底层运行机制：从抽象到实现的编程实践指南 本书旨在为渴望彻底掌握现代计算系统核心原理的读者提供一套系统、深入且高度实用的学习路径。它不仅仅是一本关于特定编程语言语法的参考手册，更是一部剖析计算机科学基础、揭示软件与硬件交互奥秘的深度教程。 目标读者群 本书特别适合以下几类读者： 1. 计算机科学专业学生（高年级或研究生）： 需要为操作系统、编译器设计、嵌入式系统或计算机架构课程打下坚实基础的学员。 2. 系统级软件工程师： 致力于优化性能、调试底层错误或开发驱动程序的专业人士。 3. 希望突破高级抽象编程瓶颈的软件开发者： 那些对“代码为什么能运行”、“编译器在幕后做了什么”感到好奇，并希望掌控资源分配和执行流程的程序员。 4. 对硬件加速和并行计算感兴趣的研究人员： 寻求理解如何直接指导处理器执行任务的方法论。 --- 第一部分：构建坚实的基础——从数字逻辑到机器指令 本书的第一部分着重于建立从最底层逻辑到可执行代码之间的桥梁。我们不会满足于对二进制的简单介绍，而是深入探讨数据如何在物理层面被组织和操作。 1. 信息的编码与表示： 我们将细致考察数字、字符和复杂数据类型（如浮点数）在计算机内存中的精确存储方式。这包括对IEEE 754标准、BCD码的深度解析，以及如何理解不同数据结构在位（bit）和字节（byte）级别上的布局。掌握这些是理解内存访问效率和数据对齐问题的先决条件。 2. 处理器架构概览： 我们将对冯·诺依曼和哈佛架构进行比较分析，聚焦于现代 x86/x64 架构的关键组件。重点讲解寄存器集合（通用寄存器、段寄存器、状态标志位）的功能与相互关系。理解程序执行周期（取指、解码、执行、写回）是贯穿全书的主线。 3. 机器语言的基础逻辑： 本章将超越汇编语言本身的助记符，深入研究指令集架构（ISA）的设计哲学。我们会剖析定长与变长指令的编码差异，以及操作码（Opcode）如何映射到特定的硬件功能。读者将学会如何使用十六进制和二进制代码反向推导一条机器指令的真正含义。 4. 内存层次结构与寻址模式： 现代计算性能的关键在于如何有效利用缓存。我们将详细阐述L1、L2、L3缓存的工作原理，缓存一致性问题，以及内存管理单元（MMU）如何将虚拟地址转换为物理地址。深入讲解各种寻址模式（直接寻址、间接寻址、基址加变址寻址）对指令执行速度的具体影响。 --- 第二部分：程序执行模型与控制流 本部分将引导读者进入程序实际执行的流程，重点关注如何控制程序流程、管理数据在栈和堆上的生命周期，以及函数调用的机制。 5. 结构化控制流程的底层实现： 我们将探讨高级语言中的`if/else`、`switch`和循环结构是如何被编译成底层条件转移（Conditional Jumps）和无条件转移指令的。着重分析标志寄存器（Flags Register）在分支判断中的核心作用，并介绍如何利用分支预测机制来优化代码性能。 6. 函数调用约定与堆栈帧管理： 函数调用是程序设计的基础，但其实现过程极其复杂。我们将详细解析调用约定（如cdecl, fastcall等）如何规定参数传递、返回地址的保存以及临时变量的存储。读者将学会手动构建和拆解堆栈帧（Stack Frame），这对于理解递归和调试复杂程序至关重要。 7. 数据结构在内存中的布局： 我们将超越链表和树的理论模型，研究它们在内存中的实际表现。包括结构体（Struct）和联合体（Union）的内存对齐（Padding）问题，数组与指针的关系，以及如何高效地遍历和操作这些数据结构而不引入不必要的开销。 8. 输入/输出（I/O）的抽象与实现： 本书将系统地介绍I/O操作的层次性。从系统调用（System Calls）的机制，到操作系统如何通过中断（Interrupts）和异常（Exceptions）来处理外部设备事件。我们将研究端口I/O（Port I/O）与内存映射I/O（Memory-Mapped I/O）的区别及其在设备驱动开发中的应用。 --- 第三部分：高级主题与性能优化 最后一部分将读者带入系统优化和前沿计算的领域，展示如何利用对底层机制的深刻理解来编写出极致高效的代码。 9. 并发与并行编程的基础： 理解多核处理器的工作原理是现代编程的必备技能。本章将介绍线程（Threads）与进程（Processes）的区别，原子操作（Atomic Operations）的必要性，以及锁（Locks）和互斥量（Mutexes）如何保证数据完整性。我们将分析著名的同步问题，并用底层指令模拟解决方案。 10. 向量化处理与SIMD指令集： 针对高性能计算（HPC）的需求，我们将深入探讨单指令多数据（SIMD）的概念。详细解析如SSE、AVX等指令集，并教授读者如何利用寄存器宽度（如128位或256位）同时处理多个数据元素，实现数据级的并行加速。 11. 编译器优化器的视角： 理解编译器如何将高级代码转换为高效的机器码是性能优化的关键。我们将探讨常见的编译器优化技术，如循环展开（Loop Unrolling）、常量折叠（Constant Folding）和死代码消除（Dead Code Elimination）。读者将学会如何阅读编译器生成的中间表示（IR）或反汇编代码，从而改进源代码结构以获得更优的机器码输出。 12. 异常处理与安全编程实践： 我们将剖析异常处理机制（如C++的try/catch块）在底层是如何通过信号（Signals）和特定的控制流机制（如.eh_frame或SEH）来实现的。同时，本书将强调如何避免缓冲区溢出、栈损坏等常见的底层安全漏洞，并介绍现代操作系统提供的缓解措施（如DEP/NX位）。 --- 本书特色 跨平台视角（侧重于 x86/x64）： 虽然原理具有普遍性，但所有示例和练习均基于主流的桌面和服务器架构进行验证。 实践驱动的案例研究： 每章后附有精心设计的编程实验，要求读者亲手调试、修改或编写底层代码片段，而非仅仅阅读理论。 工具链的深度结合： 教程将频繁使用调试器（如GDB/WinDbg）和反汇编器（如IDA Pro/objdump）来直观展示代码的执行过程，将理论与实际调试经验紧密结合。 通过本书的学习，读者将不再受限于高级语言提供的“魔法”，而是能真正掌控代码的每一个字节和每一次时钟周期，为开发下一代高性能、高可靠性的计算系统奠定不可动摇的基石。

评分☆☆☆☆☆

用了四天来回上下班坐地铁的时间把本书看完了，因为已经工作了几年，汇编也有用到，所以看起来稍微会快一点。说说大体的感受吧。 先说翻译，国内对外文技术图书的翻译可以说一直都不怎么样，国内技术类图书的翻译人员无外乎两类，一种是专门的翻译人员，精通外语，但是技术方...  

评分☆☆☆☆☆

这本书我是很喜欢的，因为我既喜欢linux有很喜欢汇编，但是我不喜欢真本书的翻译，感觉翻译者的英语还停留在四六级的额水准，很多的词翻译的都是字面意思，信达雅，离了万里，唉！找个好翻译真的是这么难吗？ 这本书我是很喜欢的，因为我既喜欢linux有很喜欢汇编，但是我不喜...

评分☆☆☆☆☆

尽量让人看得懂而尽可能的详细，， 没介绍太多的指令，但介绍了的都介绍得很好，很多例子， 很多图片，很好理解，很赞，调用linux services和c library部分不错  

评分☆☆☆☆☆

用了四天来回上下班坐地铁的时间把本书看完了，因为已经工作了几年，汇编也有用到，所以看起来稍微会快一点。说说大体的感受吧。 先说翻译，国内对外文技术图书的翻译可以说一直都不怎么样，国内技术类图书的翻译人员无外乎两类，一种是专门的翻译人员，精通外语，但是技术方...  

评分☆☆☆☆☆

该书的特点怎么说呢，在保持内容简洁，对初学者友好的同时，兼顾了底层，也就是看完这本书，你至少可以对linux的底层实现有比较清晰的认识，我觉得这本书在对于初学者，甚至远远超过那本备受好评的王爽版本。 一是因为内容已经比较新，16位的dos时代已经过去了，32位汇编在保护...  

评分☆☆☆☆☆

从排版设计和图示质量来看，这本书的设计师和编辑团队显然没有投入应有的关注。页面的留白处理得非常拥挤，导致代码块和正文混杂在一起，视觉疲劳感极强。最让我恼火的是那些流程图和内存模型示意图，它们的分辨率低得令人发指，线条模糊不清，很多关键的地址或数据流向根本无法清晰辨认。例如，在解释堆栈帧结构的那一章，我不得不将书本凑到眼前才能勉强看清那些小小的偏移量标记。一个讲解底层抽象概念的书籍，如果不能通过清晰的视觉辅助来简化复杂性，那它无疑是失败的。这种低质量的视觉呈现，不仅没有帮助读者理解那些抽象的硬件概念，反而增加了理解的难度，迫使读者不断地停下来，试图在模糊的图像中寻找作者原本想表达的结构关系。这表明出版方在质量控制上存在着严重的疏忽。

评分☆☆☆☆☆

这本书的“配套资源”简直是一个笑话。在数字时代，一本编程书籍如果不能提供可靠的、可运行的、最新的代码示例，那么它的价值至少要打个五折。我尝试去下载书中提到的所有练习文件和解决方案，结果发现链接早已失效，或者指向的资源是十多年前的版本，根本无法在当前的编译环境下编译通过。这意味着我必须手动地去修正代码中的大量错误和过时的语法结构，这不仅耗费了大量精力，更重要的是，它完全打乱了我原定的学习节奏。此外，书中引用的操作系统环境也显得非常陈旧，很多系统 API 的调用方式已经不再推荐使用。这本书似乎停滞在了上一个十年的技术栈里，对于致力于学习当下主流开发环境的读者而言，这无疑是致命的缺陷。购买一本编程书，附赠一堆无法使用的参考资料，这在专业出版物中是不可接受的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格实在是太过于干燥和教条化了，读起来就像在啃一本枯燥的字典。它更像是一份冗长的技术手册的草稿，而不是一本旨在传授知识的书籍。我特别想知道，作者在撰写这些内容时，是否真的考虑过读者的接受程度？大量的技术术语被密集地抛出，没有丝毫的解释或者类比来帮助理解。举个例子，当涉及到浮点运算单元（FPU）的操作时，作者直接列出了一长串的指令集，然后就跳过了，仿佛这些操作的底层原理、状态字的含义、以及如何在实际程序中协调使用这些复杂指令是理所当然的事情。这种“你知道这些，所以我就不说了”的态度，对于任何试图深入探究底层机制的学习者来说都是一种冒犯。我期待的是一种能将冰冷的机器代码赋予生命力的叙述方式，而不是这种冷冰冰的、纯粹的指令罗列。这本书在“讲解”和“罗列”之间完全失衡，让人感到作者只是将已有的资料整理了一遍，而没有付出任何精力去“教学”。

评分☆☆☆☆☆

我购买这本书的主要目的是想了解现代 x86 架构下的高级汇编技巧，特别是关于优化和与 C 语言混合编程的部分。然而，这本书在这方面的内容少得可怜，而且深度严重不足。它似乎把所有的精力都放在了对最基础的、几乎可以说是过时的指令集的逐一介绍上，这对于任何已经接触过汇编语言基础概念的人来说，都是一种时间上的浪费。当提到系统调用和中断处理时，描述得也极其笼统，没有提供任何关于如何在新一代操作系统环境中正确处理这些底层交互的实用见解。更令人沮丧的是，书中关于调试工具的使用，例如 GDB 或更现代的调试器，几乎是只字不提。一个严肃的汇编学习者需要知道如何有效地定位和修复问题，而这本书却对此避而不谈，仿佛编写出正确的代码是件纯粹靠运气的事情。总而言之，对于有一定基础，希望向专业水平迈进的读者来说，这本书提供的价值微乎其微。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和内容组织简直是一场灾难。我花了整整一个下午试图弄明白作者到底想表达什么，结果除了头晕之外一无所获。首先，它的结构混乱不堪，章节之间的逻辑跳转生硬得像断崖一样，前一章还在讲寄存器操作，下一章突然就跳到了内存管理的高级概念，中间没有任何平滑的过渡或者必要的铺垫。对于一个初学者来说，这简直是噩梦，你根本不知道该从哪里着手才能建立起一个连贯的知识体系。更别提那些示例代码了，很多都显得过时且晦涩，注释少得可怜，有时候甚至直接把一整段复杂的汇编指令堆在那里，仿佛读者天生就应该懂得每一步的意图。我不得不频繁地去查阅其他更专业的参考资料来反向推导书中的意图，这极大地破坏了阅读体验。作者似乎默认读者已经具备了深厚的计算机底层知识，完全没有照顾到那些试图从零开始建立理解的读者。如果想通过这本书扎实地掌握汇编的精髓，我建议你准备好迎接一场持久的挫败感，因为它几乎没有提供任何有效的引导路径。

评分☆☆☆☆☆

很好的入门书，但是对有经验的程序员来说，废话偏多了。好的办法就是看到自己明白的地方就放心跳过，把重点放在实例代码，和后面作者的解释上。

评分☆☆☆☆☆

讲Linux内存模型最好的入门书

评分☆☆☆☆☆

很赞的汇编和底层入门书

评分☆☆☆☆☆

难度入门级，内容不够专业，缺不少东西。

评分☆☆☆☆☆

很好的入门书，但是对有经验的程序员来说，废话偏多了。好的办法就是看到自己明白的地方就放心跳过，把重点放在实例代码，和后面作者的解释上。