Technical Introduction to the Macintosh Family (ATL) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Addison-Wesley (C)

作者:Apple Computer Inc.

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1992-11

价格:USD 26.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780201622157

丛书系列:

图书标签:

• Macintosh
• Apple
• 技术入门
• 计算机历史
• 个人电脑
• 操作系统
• ATL
• Mac家族
• 技术指南
• 经典书籍

好的，这里为您提供一份围绕“技术”和“计算机系统”主题，但不包含《Technical Introduction to the Macintosh Family (ATL)》具体内容的图书简介。这份简介将聚焦于一个假想的、关于现代计算架构、操作系统内核和底层硬件交互的深度技术书籍。 --- 《深入解析现代计算核心：从硅片到操作系统的高级结构》 本书导言：超越表面的抽象层 在当今的数字生态系统中，我们每天都在与复杂的计算设备交互，但有多少人真正理解这些设备内部的运作机制？从智能手机到高性能工作站，驱动这些系统的核心——处理器架构、内存管理、驱动程序交互——是一个由严谨工程和精妙设计构筑的复杂体系。 本书《深入解析现代计算核心：从硅片到操作系统的高级结构》并非一本面向初学者的入门指南，它旨在为那些已经掌握了基础编程概念，渴望穿透操作系统（OS）的抽象屏障，直达硬件实现细节的资深开发者、系统架构师和计算机科学专业人士提供一份详尽的蓝图。我们不关注任何特定厂商的封闭生态系统或商业化应用层，而是专注于跨平台通用原理、底层机制的深度剖析以及当前业界主流架构的通用设计哲学。 目标读者： 具备扎实C/C++基础，熟悉汇编语言基础，并对操作系统原理有深入理解的工程师和研究人员。 第一部分：处理器架构的演进与现代指令集深入 本部分将从微处理器设计的基石开始，探讨现代CPU架构的关键概念。我们将抛开教科书式的冯·诺依曼模型，直接聚焦于高性能计算中采用的流水线、分支预测、乱序执行（Out-of-Order Execution）等复杂技术如何提升效率。 1.1 RISC与CISC的现代融合态势： 我们将对比当前主流的精简指令集（RISC）设计，如ARMv9和RISC-V，分析它们在特定计算任务中的优势。同时，对复杂指令集（CISC）的现代优化策略进行深入剖析，探讨“微操作”（Micro-ops）转换层在现代处理器中的作用，以及这种混合设计如何平衡指令密度和执行效率。 1.2 内存层次结构与缓存一致性： 性能的瓶颈往往不在于计算速度，而在于数据获取的速度。本章详细解析多级缓存（L1、L2、L3）的结构、工作原理、替换策略（如LRU的硬件实现）。更关键的是，我们将深入探讨多核系统中至关重要的缓存一致性协议，如MESI、MOESI协议的详细状态转换图解，以及如何通过硬件机制确保跨核访问数据的原子性和可见性。 1.3 向量化处理与并行计算加速： 现代应用对并行处理的需求日益迫切。本节专注于SIMD（单指令多数据）扩展，如AVX-512或NEON的内在函数编程模型。我们将分析编译器如何通过自动向量化来优化循环结构，并演示如何手动编写内联汇编或使用特定库来充分利用向量寄存器，以加速信号处理、图像分析和科学计算。 第二部分：操作系统内核的基石——内存与进程管理 操作系统是硬件与应用软件之间的桥梁，其内核设计是衡量一个系统健壮性的核心指标。本部分专注于内核空间的操作，探讨内存虚拟化、进程调度与同步机制的底层实现。 2.1 虚拟内存与地址翻译的硬件支持： 我们将彻底解析页表（Page Tables）的结构，包括多级页表如何映射物理地址到虚拟地址。重点讲解TLB（Translation Lookaside Buffer）的工作机制，以及在操作系统进行上下文切换时，如何高效地刷新或管理TLB条目以避免性能衰减。此外，还将讨论内存保护和内存映射I/O（MMIO）的实现细节。 2.2 进程调度器的精细控制： 抛弃简单的先来先服务（FCFS），本章聚焦于现代抢占式多任务系统的核心——调度器。我们将分析基于优先级的、多级反馈队列（MLFQ）调度算法的实现细节，并探讨实时操作系统（RTOS）中对时间确定性的保障机制，如时间片分配的粒度控制和中断延迟的量化分析。 2.3 并发控制的原子操作与内存屏障： 在多线程编程中，锁机制是必不可少的，但其开销巨大。本节深入探讨依赖于硬件原子指令（如`Compare-and-Swap, CAS`）实现的无锁数据结构。更进一步，我们将剖析编译器和CPU为保证指令重排的优化效果而引入的内存屏障（Memory Barriers）的种类（如Acquire, Release, Full Barrier），以及它们在同步原语（如互斥锁、信号量）中的精确使用场景。 第三部分：设备交互与驱动程序的高级设计 系统性能不仅取决于CPU和OS，更依赖于高效的I/O处理能力。本部分关注操作系统如何与外部设备进行通信，以及驱动程序的编写哲学。 3.1 中断处理机制与延迟优化： 硬件中断是事件驱动系统的核心。我们将详细分析中断控制器（如APIC）的工作流程，包括中断向量表、优先级处理以及软中断的引入。对于高性能I/O（如网络和存储），我们将探讨中断合并（Interrupt Coalescing）技术，以及如何利用中断亲和性（IRQ Affinity）来优化缓存命中率。 3.2 DMA：绕过CPU的零拷贝I/O： 直接内存访问（DMA）是现代I/O的关键。本章将讲解DMA控制器（DMAC）的配置流程，包括设置源地址、目标地址和传输描述符。我们将重点讨论散页（Scatter/Gather）操作，即设备如何通过预先构建的链表描述符一次性传输非连续的内存块，以及内核如何保证DMA传输数据的内存一致性。 3.3 现代总线协议与接口深度解析： 本部分将对PCI Express（PCIe）的事务层协议进行细致分析。我们将探讨请求/完成包的结构、虚拟通道（Virtual Channels）和流量控制的机制，理解为什么PCIe能够提供远超传统总线的高带宽和低延迟通信能力。 结论：面向未来的系统设计挑战 本书的最终目标是赋予读者一种“自下而上”的系统观。掌握了这些底层原理，开发者便能更好地进行性能调优、编写出更稳定可靠的底层代码，并能更有效地应对未来计算范式（如异构计算、基于RISC-V的定制化硬件）带来的新挑战。本书的讨论始终围绕通用原理、硬件支持和跨平台设计哲学展开，旨在提供一个坚实的技术框架，而非特定平台的应用指南。

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