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页数:340

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出版时间:2009-10

价格:29.50元

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isbn号码:9787302211334

丛书系列:

图书标签:

• 网络技术
• 实验
• 教程
• 计算机网络
• 网络编程
• TCP/IP
• Socket
• 网络安全
• 数据通信
• 实践

深入解析现代计算的基石：汇编语言与底层架构实战 书籍名称：《计算机系统底层原理与高效编程实践》 书籍简介 本书旨在为读者提供一个全面、深入且高度实战化的视角，用以理解现代计算机系统的核心运作机制，并掌握在底层进行高效程序设计的能力。我们避免了对“网络技术”这一特定应用领域的聚焦，转而深入探索支撑所有计算活动——无论是网络应用、操作系统内核还是高性能计算——最根本的原理：计算机的底层架构、数据在硬件层面的表示与处理，以及如何利用汇编语言直接与处理器交互。 本书的内容体系结构清晰，逻辑严密，从最基础的二进制逻辑构建起，逐步攀升至复杂的内存管理和并发控制机制。它不仅仅是一本理论教材，更是一本“动手实践”的指南，要求读者亲手搭建、调试和优化代码，真正理解“代码如何变成机器的指令”这一过程。 第一部分：从比特到指令——计算机的数字基石 本部分将彻底打破“黑盒”思维，揭示计算机如何处理信息。 第一章：二进制世界的逻辑基础与布尔代数 我们从信息的最基本单元——比特（Bit）——开始。详细阐述二进制、八进制和十六进制之间的转换与实际应用。重点讲解逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的设计与组合，以及如何使用这些基本门电路构建加法器、多路选择器和译码器。我们将介绍“真值表”与“卡诺图化简法”，确保读者能够从逻辑层面设计出最简化的组合电路。 第二章：数据表示与内存布局的艺术 本章深入探讨数字在计算机中存储的各种形式。不仅涵盖整数（有符号与无符号，补码表示法的详细推导与溢出分析），还将细致讲解浮点数的IEEE 754标准，包括单精度和双精度格式的位级分解与重构。此外，我们将首次引入“字节序”（Endianness）的概念，通过实际案例对比大小端机器在网络通信和文件读写中的差异与陷阱。字符编码方面，将对比ASCII、Unicode（UTF-8/UTF-16）的演变及其在内存中的对齐与填充问题。 第三章：中央处理器（CPU）的结构与流水线 本章聚焦于处理器的核心组件：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组和缓存系统。我们将详细剖析指令集架构（ISA），重点关注经典的精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）的区别与权衡。更进一步，引入指令级并行（ILP）的概念，详述指令预取、指令解码、执行单元以及写回阶段，解释乱序执行（Out-of-Order Execution）如何提高CPU利用率，以及分支预测器（Branch Predictor）的机制与失败惩罚。 第二部分：汇编语言的深度探索与系统调用 这一部分是本书的核心，通过学习汇编语言，读者将直接与处理器指令集对话。我们主要以x86-64架构（在Linux环境下）作为主要教学平台，辅以必要的MIPS或ARM概念进行横向对比。 第四章：x86-64汇编语言基础与寄存器操作 系统介绍x86-64的通用寄存器、专用寄存器（如栈指针RSP、基址指针RBP、指令指针RIP）的用途与约定。讲解数据传送指令（MOV, PUSH, POP），算术逻辑指令（ADD, SUB, AND, XOR, SHL/SHR）。重点演示如何使用这些指令精确控制栈帧的建立与销毁，为函数调用做准备。 第五章：控制流与函数调用约定 深入探讨程序流程控制：条件跳转（JMP, JE, JNE等）与循环结构的实现。最关键的是，详细剖析函数调用约定（Calling Convention），如System V ABI（在Linux/macOS中常见），明确参数传递顺序、寄存器使用规则、栈帧的构建与清理流程。通过编写小的C函数并使用反汇编工具查看其生成的汇编代码，读者将清晰理解C语言的高级特性如何映射到底层。 第六章：系统调用与用户态/内核态交互 本章讲解程序如何与操作系统内核进行通信。详细介绍Linux系统调用（syscall）的机制，包括如何设置系统调用号和参数，并执行`syscall`指令。我们将实际编写汇编程序来完成文件打开、读取、写入和关闭等基本I/O操作，从而理解操作系统提供的抽象层是如何建立在底层硬件接口之上的。 第三部分：高级主题与性能优化 在掌握了底层编程语言后，本部分将探讨更复杂的系统级挑战和性能提升策略。 第七章：内存层次结构与缓存优化 系统地讲解CPU缓存（L1, L2, L3）的工作原理、缓存行（Cache Line）的概念、局部性原理（时间局部性和空间局部性）。通过汇编层面的分析，演示如何重排数据访问模式（如矩阵转置），以最大化缓存命中率（Cache Hit Rate），显著提升计算密集型任务的速度。讲解虚拟内存、页表映射和TLB（Translation Lookaside Buffer）机制，说明程序地址如何被转换为物理地址。 第八章：栈溢出与缓冲区溢出防御 本章以安全为导向，深入剖析常见的安全漏洞——缓冲区溢出。详细展示攻击者如何利用栈帧结构，覆盖返回地址，从而劫持程序的执行流程。同时，介绍现代编译器和操作系统提供的防御机制，如栈保护金丝雀（Stack Canaries）、地址空间布局随机化（ASLR）和数据执行保护（DEP/NX Bit），并指导读者如何编写更健壮、更安全的底层代码。 第九章：多线程与并发的底层同步机制 超越单线程执行，本章探讨并行编程的硬件基础。介绍原子操作（Atomic Operations）的概念及其在x86架构中的实现（如`LOCK`前缀指令）。深入讲解互斥锁（Mutex）和信号量（Semaphore）在底层是如何通过硬件提供的原语（如Compare-and-Swap, CAS）实现的。通过实际汇编代码分析，揭示并发编程中的数据竞争与死锁的底层根源。 --- 目标读者群： 本书适合计算机科学、软件工程、电子工程等专业的学生，以及希望深入理解计算机原理、进行系统级编程、或从事编译器开发、性能优化、嵌入式系统和安全逆向工程的专业人士。阅读本书前，建议读者具备C语言编程基础。本书将提供从“高层代码”到“机器指令”的全景式理解，是构建坚实计算机科学理论基础的必备参考。

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对于一本叫做《网络技术实验教程》的书，我第一反应就是它应该是很偏向实操的。我之前也接触过一些网络技术的书籍，但有的过于理论化，读起来有点枯燥，而有的又过于简单，缺乏深度。我拿到这本书后，迫不及待地翻看了一下目录，里面提到的内容，比如各种网络协议的详解、常用网络设备的配置方法、以及一些网络性能的优化技巧，都引起了我的极大兴趣。尤其是关于网络故障排除的部分，我觉得这是非常实用的技能，在实际工作中非常需要。这本书的“实验教程”几个字，让我对它充满了期待，我希望它能够提供详细、易于理解的实验步骤，让我能够通过实际操作，来加深对所学知识的理解。我非常期待能够通过这本书，掌握一些真正有用的网络技术，并且能够独立解决一些常见的网络问题。

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拿到这本《网络技术实验教程》之后，我并没有立刻深入阅读，而是先把它放在书架上，偶尔拿出来翻翻。最近刚好有时间，就仔细看了一下。这本书的整体排版和设计给我一种严谨、扎实的感觉，没有过多花哨的装饰，就是很朴实地呈现内容。我特别留意了目录，看到里面有关于各种网络设备配置、协议分析以及故障排除的内容。我一直认为，学习网络技术，光看书是远远不够的，动手实践才是关键。这本书的“实验教程”几个字，也正是我所看重的。我希望它能提供一些清晰、可操作的实验步骤，让我能够在一个相对安全的环境里，去验证书本上的理论知识。我个人对网络协议的设计原理比较好奇，尤其是那些负责保证数据可靠传输和高效路由的协议。如果这本书能够详细解释这些协议的内部机制，并且通过实验让我能抓包分析，那就太棒了。

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这本书的封面设计倒是挺有意思的，那种深蓝和银灰的搭配，加上一点点像是电路图的抽象线条，看起来很专业，也很有科技感。我拿到手的时候，第一感觉就是它很有分量，不是那种薄薄的小册子，翻开来纸张的质感也不错，印刷清晰，字迹大小也刚刚好，长时间看也不会觉得累。我一直对网络的世界充满好奇，想知道那些数据是怎么传输的，我们看到的网页背后到底有什么样的技术支撑。这本书的内容，我大概浏览了一下目录，感觉像是一个循序渐进的引导，从最基础的概念开始，慢慢深入到一些更复杂的环节。我看到里面提到了很多我在日常使用网络时经常听到的词汇，比如IP地址、TCP/IP协议、DNS等等，但之前只是大概了解，这次希望能通过这本书的学习，真正理解它们的工作原理。尤其是一些实验的部分，我感觉会是最大的亮点，因为纸上谈兵终觉浅，我更喜欢动手实践，看看那些理论知识如何在实际操作中展现出来，也许还能学到一些排查网络故障的实用技巧。

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这本《网络技术实验教程》，说实话，拿到手里的时候，我对它的期望值还是蛮高的。毕竟现在互联网这么发达，网络技术也变得越来越重要，无论是个人学习还是职业发展，掌握这方面的知识都很有帮助。我翻了翻它的目录，感觉涵盖的范围挺广的，从网络基础架构到各种协议，再到一些实际应用，好像都涉及到了。其中，我对关于网络安全和数据传输效率的部分特别感兴趣，因为这直接关系到我们使用网络的体验和数据的安全。书中提到的那些实验项目，听起来就很吸引人，比如模拟搭建一个小型的局域网，或者进行一些性能测试。我一直觉得，理论学习和实际操作结合起来，效果会是最好的。通过这些实验，我希望能更直观地理解那些抽象的概念，比如数据包的旅程，路由的选择，以及如何优化网络性能。我期待着通过这本书，能够真正掌握一些实用的网络技术，为我日后的学习或工作打下坚实的基础。

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说实话，我选择这本书，很大一部分原因是被它的名字所吸引。《网络技术实验教程》，听起来就充满了实践性。我本身是对网络技术有一定兴趣的，但总感觉学到的东西都是零散的，不够系统。我希望这本书能够给我一个清晰的学习脉络，从基础概念到高级应用，能够一步步地引导我深入了解网络的世界。我看到目录里面有一些关于网络拓扑设计、IP地址规划的内容，这部分对我来说是比较陌生的，但我觉得非常重要，因为了解这些能帮助我理解整个网络的结构。当然，我最期待的还是那些实验部分。毕竟，网络技术是非常依赖实际操作的，光靠文字描述很容易让人云里雾里。我希望这本书的实验设计能够贴近实际应用，让我能够通过动手操作，真正理解那些抽象的理论，比如如何配置路由器、如何进行网络安全防护等等。

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