深入理解计算机系统(英文版第3版)(精)/经典原版书库 9787111561279
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作者(美)兰德尔E.布莱恩特//大卫R.奥哈拉伦
出版社机械工业
ISBN9787111561279
出版时间2017-03
装帧其他
开本其他
定价239元
货号3815010
上书时间2024-01-25
商品详情
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作者简介
大卫R.奥哈拉伦，卡内基梅隆大学电子和计算机工程系教授。在弗吉尼亚大学（UniversityofVirginia）获得计算机科学的博士学位，2007年-2010年为Intel匹兹堡实验室主任。他教授本科生和研究生的计算机系统方面的课程已有20余年，并和Bryant教授一起开设了“计算机系统导论”课程。曾获得CMU计算机学院颁发的HerbertSimon杰出教学奖。他主要从事计算机系统领域的研究，与Quake项目成员一起获得过高性能计算领域中的最高国际奖项——GordonBell奖。他目前的工作重点是研究自动分级（autograding）概念，即评价其他程序质量的程序。
兰德尔E.布莱恩特，1981年于麻省理工学院获得计算机博士学位，1984年至今一直任教于卡内基-梅隆大学。现任卡内基-梅隆大学计算机科学学院院长、教授，同时还受邀任教于电子和计算机工程系。他从事本科生和研究生计算机系统方面课程的教学近40年。他和O’Hallaron教授一起在卡内基梅隆大学开设了15-213课程“计算机系统导论”，那便是本书的基础。他还是ACM院士、IEEE院士、美国国家工程院院士和美国人文与科学研究院院士。其研究成果被Intel、IBM、Fujitsu和Microsoft等主要计算机制造商使用，他还因研究获得过SemiconductorResearchCorporation、ACM、IEEE颁发的多项大奖。
目录
Contents
Preface xix About the Authors xxxv
1
A Tour of Computer Systems 1
1.1Information Is Bits + Context 3
1.2Programs Are Translated by Other Programs into Different Forms 4
1.3It Pays to Understand How Compilation Systems Work 6
1.4Processors Read and Interpret Instructions Stored in Memory 7
1.4.1Hardware Organization of a System 8
1.4.2Running the helloProgram 10
1.5Caches Matter 11
1.6Storage Devices Form a Hierarchy 14
1.7The Operating System Manages the Hardware 14
1.7.1Processes 15
1.7.2Threads 17
1.7.3Virtual Memory 18
1.7.4Files 19
1.8Systems Communicate with Other Systems Using Networks 19
1.9Important Themes 22
1.9.1Amdahl’s Law 22
1.9.2Concurrency and Parallelism 24
1.9.3The Importance of Abstractions in Computer Systems 26
1.10Summary 27 Bibliographic Notes 28 Solutions to Practice Problems 28
Part I Program Structure and Execution
2
Representing and Manipulating Information 31
2.1Information Storage 34
2.1.1Hexadecimal Notation 36
2.1.2Data Sizes 39
2.1.3 Addressing and Byte Ordering 42
2.1.4 Representing Strings 49
2.1.5 Representing Code 49
2.1.6 Introduction to Boolean Algebra 50
2.1.7 Bit-Level Operations in C 54
2.1.8 Logical Operations in C 56
2.1.9 Shift Operations in C 57
2.2 Integer Representations 59
2.2.1 Integral Data Types 60
2.2.2 Unsigned Encodings 62
2.2.3 Two’s-Complement Encodings 64
2.2.4 Conversions between Signed and Unsigned 70
2.2.5 Signed versus Unsigned in C 74
2.2.6 Expanding the Bit Representation of a Number 76
2.2.7 Truncating Numbers 81
2.2.8 Advice on Signed versus Unsigned 83
2.3 Integer Arithmetic 84
2.3.1 Unsigned Addition 84
2.3.2 Two’s-Complement Addition 90
2.3.3 Two’s-Complement Negation 95
2.3.4 Unsigned Multiplication 96
2.3.5 Two’s-Complement Multiplication 97
2.3.6 Multiplying by Constants 101
2.3.7 Dividing by Powers of 2 103
2.3.8 Final Thoughts on Integer Arithmetic 107
2.4 Floating Point 108
2.4.1 Fractional Binary Numbers 109
2.4.2 IEEE Floating-Point Representation 112
2.4.3 Example Numbers 115
2.4.4 Rounding 120
2.4.5 Floating-Point Operations 122
2.4.6 Floating Point in C 124
2.5 Summary 126
Bibliographic Notes 127
Homework Problems 128
Solutions to Practice Problems 143
3
Machine-Level Representation of Programs 163
3.1 A Historical Perspective 166
3.2Program Encodings 169
3.2.1Machine-Level Code 170
3.2.2Code Examples 172
3.2.3Notes on Formatting 175
3.3Data Formats 177
3.4Accessing Information 179
3.4.1Operand Speci.ers 180
3.4.2Data Movement Instructions 182
3.4.3Data Movement Example 186
3.4.4Pushing and Popping Stack Data 189
3.5Arithmetic and Logical Operations 191
3.5.1Load Effective Address 191
3.5.2Unary and Binary Operations 194
3.5.3Shift Operations 194
3.5.4Discussion 196
3.5.5Special Arithmetic Operations 197
3.6Control 200
3.6.1Condition Codes 201
3.6.2Accessing the Condition Codes 202
3.6.3Jump Instructions 205
3.6.4Jump Instruction Encodings 207
3.6.5Implementing Conditional Branches withConditional Control 209
3.6.6Implementing Conditional Branches withConditional Moves 214
3.6.7Loops 220
3.6.8Switch Statements 232
3.7Procedures 238
3.7.1The Run-Time Stack 239
3.7.2Control Transfer 241
3.7.3Data Transfer 245
3.7.4Local Storage on the Stack 248
3.7.5Local Storage in Registers 251
3.7.6Recursive Procedures 253
3.8Array Allocation and Access 255
3.8.1Basic Principles 255
3.8.2Pointer Arithmetic 257
3.8.3Nested Arrays 258
3.8.4Fixed-Size Arrays 260
3.8.5Variable-Size Arrays 262
3.9 Heterogeneous Data Structures 265
3.9.1 Structures 265
3.9.2 Unions 269
3.9.3 Data Alignment 273
3.10 Combining Control and Data in Machine-Level Programs 276
3.10.1 Understanding Pointers 277
3.10.2 Life in the Real World: Using the gdbDebugger 279
3.10.3 Out-of-Bounds Memory References and Bu
内容摘要
本书从程序员的视角详细阐述计算机系统的本质概念，并展示这些概念如何实实在在地影响应用程序的正确性、性能和实用性。全书共12章，主要包括信息的表示和处理、程序的机器级表示、处理器体系结构、优化程序性能、存储器层次结构、链接、异常控制流、虚拟存储器、系统级I/O、网络编程、并发编程等内容。书中提供了大量的例子和练习题，并给出部分答案，有助于读者加深对正文所述概念和知识的理解。
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