{正版现货新书} 计算机底层的秘密 9787121452772 陆小风著

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北京丰台

作者陆小风著

出版社电子工业出版社

ISBN9787121452772

出版时间2022-08

装帧平装

开本其他

定价118元

货号12410352

上书时间2025-12-11

商品详情

品相描述：全新

商品描述: 作者简介
陆小风（@码农的荒岛求生），硕士毕业于北京航空航天大学计算机学院，先后就职于VMware和京东，具有多年软件系统研发经验，擅长用通俗易懂的语言讲解计算机技术。

目录
第 1 章从编程语言到可执行程序，这是怎么一回事 / 1 1.1 假如你来发明编程语言 / 2 1.1.1 创世纪： CPU 是个聪明的笨蛋 / 3 1.1.2 汇编语言出现了 / 3 1.1.3 底层的细节 vs 高层的抽象 / 4 1.1.4 套路满满：高级编程语言的雏形 / 6 1.1.5 《盗梦空间》与递归：代码的本质 / 7 1.1.6 让计算机理解递归 / 9 1.1.7 优秀的翻译官：编译器 / 9 1.1.8 解释型语言的诞生 / 10 1.2 编译器是如何工作的 / 12 1.2.1 编译器就是一个普通程序，没什么大不了的 / 12 1.2.2 提取出每一个符号 / 13 1.2.3 token 想表达什么含义 / 14 1.2.4 语法树是不是合理的 / 14 1.2.5 根据语法树生成中间代码 / 15 1.2.6 代码生成 / 15 1.3 链接器不能说的秘密 / 16 1.3.1 链接器是如何工作的 / 17 1.3.2 符号决议：供给与需求 / 18 1.3.3 静态库、动态库与可执行文件 / 20 1.3.4 动态库有哪些优势及劣势 / 25 1.3.5 重定位：确定符号运行时地址 / 27 1.3.6 虚拟内存与程序内存布局 / 29 1.4 为什么抽象在计算机科学中如此重要 / 32 1.4.1 编程与抽象 / 32 1.4.2 系统设计与抽象 / 33 1.5 总结 / 34 第 2 章程序运行起来了，可我对其一无所知 / 35 2.1 从根源上理解操作系统、进程与线程 / 36 2.1.1 一切要从 CPU 说起 / 36 2.1.2 从 CPU 到操作系统 / 37 2.1.3 进程很好，但还不够方便 / 40 2.1.4 从进程演变到线程 / 41 2.1.5 多线程与内存布局 / 44 2.1.6 线程的使用场景 / 44 2.1.7 线程池是如何工作的 / 45 2.1.8 线程池中线程的数量 / 46 2.2 线程间到底共享了哪些进程资源 / 47 2.2.1 线程私有资源 / 47 2.2.2 代码区：任何函数都可放到线程中执行 / 49 2.2.3 数据区：任何线程均可访问数据区变量 / 49 2.2.4 堆区：指针是关键 / 50 2.2.5 栈区：公共的私有数据 / 50 2.2.6 动态链接库与文件 / 52 2.2.7 线程局部存储： TLS / 53 2.3 线程安全代码到底是怎么编写的 / 55 2.3.1 自由与约束 / 55 2.3.2 什么是线程安全 / 56 2.3.3 线程的私有资源与共享资源 / 57 2.3.4 只使用线程私有资源 / 58 2.3.5 线程私有资源 + 函数参数 / 58 2.3.6 使用全局变量 / 60 2.3.7 线程局部存储 / 61 2.3.8 函数返回值 / 62 2.3.9 调用非线程安全代码 / 63 2.3.10 如何实现线程安全代码 / 64 2.4 程序员应如何理解协程 / 65 2.4.1 普通的函数 / 65 2.4.2 从普通函数到协程 / 66 2.4.3 协程的图形化解释 / 68 2.4.4 函数只是协程的一种特例 / 69 2.4.5 协程的历史 / 69 2.4.6 协程是如何实现的 / 70 2.5 理解回调函数 / 71 2.5.1 一切要从这样的需求说起 / 72 2.5.2 为什么需要回调 / 73 2.5.3 异步回调 / 74 2.5.4 异步回调带来新的编程思维 / 75 2.5.5 回调函数的定义 / 77 2.5.6 两种回调类型 / 78 2.5.7 异步回调的问题：回调地狱 / 79 2.6 理解同步与异步 / 80 2.6.1 辛苦的程序员 / 80 2.6.2 打电话与发邮件 / 81 2.6.3 同步调用 / 83 2.6.4 异步调用 / 84 2.6.5 同步、异步在网络服务器中的应用 / 86 2.7 哦！对了，还有阻塞与非阻塞 / 91 2.7.1 阻塞与非阻塞 / 92 2.7.2 阻塞的核心问题： I/O / 92 2.7.3 非阻塞与异步 I/O / 93 2.7.4 一个类比：点比萨 / 94 2.7.5 同步与阻塞 / 95 2.7.6 异步与非阻塞 / 96 2.8 融会贯通：高并发、高性能服务器是如何实现的 / 97 2.8.1 多进程 / 97 2.8.2 多线程 / 98 2.8.3 事件循环与事件驱动 / 99 2.8.4 问题 1 ：事件来源与 I/O 多路复用 / 100 2.8.5 问题 2：事件循环与多线程 / 101 2.8.6 咖啡馆是如何运作的： Reactor 模式 / 102 2.8.7 事件循环与 I/O / 103 2.8.8 异步与回调函数 / 103 2.8.9 协程：以同步的方式进行异步编程 / 106 2.8.10 CPU、线程与协程 / 107 2.9 计算机系统漫游：从数据、代码、回调、闭包到容器、虚拟机 / 108 2.9.1 代码、数据、变量与指针 / 108 2.9.2 回调函数与闭包 / 110 2.9.3 容器与虚拟机技术 / 112 2.10 总结 / 114 第 3 章底层？就从内存这个储物柜开始吧 / 115 3.1 内存的本质、指针及引用 / 116 3.1.1 内存的本质是什么？储物柜、比特、字节与对象 / 116 3.1.2 从内存到变量：变量意味着什么 / 117 3.1.3 从变量到指针：如何理解指针 / 120 3.1.4 指针的威力与破坏性：能力与责任 / 122 3.1.5 从指针到引用：隐藏内存地址 / 123 3.2 进程在内存中是什么样子的 / 124 3.2.1 虚拟内存：眼见未必为实 / 125 3.2.2 页与页表：从虚幻到现实 / 125 3.3 栈区：函数调用是如何实现的 / 127 3.3.1 程序员的好帮手：函数 / 128 3.3.2 函数调用的活动轨迹：栈 / 128 3.3.3 栈帧与栈区：以宏观的角度看 / 130 3.3.4 函数跳转与返回是如何实现的 / 131 3.3.5 参数传递与返回值是如何实现的 / 133 3.3.6 局部变量在哪里 / 134 3.3.7 寄存器的保存与恢复 / 134 3.3.8 Big Picture：我们在哪里 / 134 3.4 堆区：内存动态分配是如何实现的 / 136 3.4.1 为什么需要堆区 / 136 3.4.2 自己动手实现一个 malloc 内存分配器 / 137 3.4.3 从停车场到内存管理 / 138 3.4.4 管理空闲内存块 / 139 3.4.5 跟踪内存分配状态 / 141 3.4.6 怎样选择空闲内存块：分配策略 / 142 3.4.7 分配内存 / 144 3.4.8 释放内存 / 146 3.4.9 高效合并空闲内存块 / 149 3.5 申请内存时底层发生了什么 / 150 3.5.1 三界与 CPU 运行状态 / 150 3.5.2 内核态与用户态 / 151 3.5.3 传送门：系统调用 / 152 3.5.4 标准库：屏蔽系统差异 / 153 3.5.5 堆区内存不够了怎么办 / 154 3.5.6 向操作系统申请内存： brk / 155 3.5.7 冰山之下：虚拟内存才是终极 BOSS / 156 3.5.8 关于分配内存完整的故事 / 156 3.6 高性能服务器内存池是如何实现的 / 157 3.6.1 内存池 vs 通用内存分配器 / 158 3.6.2 内存池技术原理 / 158 3.6.3 实现一个极简内存池 / 159 3.6.4 实现一个稍复杂的内存池 / 160 3.6.5 内存池的线程安全问题 / 161 3.7 与内存相关的经典 bug / 162 3.7.1 返回指向局部变量的指针 / 163 3.7.2 错误地理解指针运算 / 163 3.7.3 解引用有问题的指针 / 164 3.7.4 读取未被初始化的内存 / 165 3.7.5 引用已被释放的内存 / 166 3.7.6 数组下标是从 0 开始的 / 167 3.7.7 栈溢出 / 167 3.7.8 内存泄漏 / 168 3.8 为什么 SSD 不能被当成内存用 / 169 3.8.1 内存读写与硬盘读写的区别 / 169 3.8.2 虚拟内存的 / 171 3.8.3 SSD 的使用寿命问题 / 171 3.9 总结 / 171 第 4 章从晶体管到 CPU，谁能比我更重要 / 173 4.1 你管这破玩意叫 CPU / 174 4.1.1 伟大的发明 / 174 4.1.2 与、或、非： AND 、OR、NOT / 174 4.1.3 道生一、一生二、二生三、三生万物 / 175 4.1.4 计算能力是怎么来的 / 175 4.1.5 神奇的记忆能力 / 176 4.1.6 寄存器与内存的诞生 / 177 4.1.7 硬件还是软件？通用设备 / 178 4.1.8 硬件的基本功：机器指令 / 179 4.1.9 软件与硬件的接口：指令集 / 179 4.1.10 指挥家，让我们演奏一曲 / 180 4.1.11 大功告成， CPU 诞生了 / 180 4.2 CPU 空闲时在干吗 / 181 4.2.1 你的计算机 CPU 使用率是多少 / 181 4.2.2 进程管理与进程调度 / 182 4.2.3 队列判空：一个更好的设计 / 183 4.2.4 一切都要归结到 CPU / 184 4.2.5 空闲进程与 CPU 低功耗状态 / 184 4.2.6 逃出无限循环：中断 / 185 4.3 CPU 是如何识数的 / 186 4.3.1 数字 0 与正整数 / 186 4.3.2 有符号整数 / 187 4.3.3 正数加上负号即对应的负数：原码 / 187 4.3.4 原码的翻转：反码 / 188 4.3.5 不简单的两数相加 / 188 4.3.6 对计算机友好的表示方法：补码 / 189 4.3.7 CPU 真的识数吗 / 191 4.4 当 CPU 遇上 if语句 / 192 4.4.1 流水线技术的诞生 / 193 4.4.2 CPU――超级工厂与流水线 / 195 4.4.3 当 if 遇到流水线 / 196 4.4.4 分支预测：尽量让 CPU 猜对 / 197 4.5 CPU 核数与线程数有什么关系 / 199 4.5.1 菜谱与代码、炒菜与线程 / 199 4.5.2 任务拆分与阻塞式 I/O / 200 4.5.3 多核与多线程 / 201 4.6 CPU 进化论(上)：复杂指令集诞生 / 202 4.6.1 程序员眼里的 CPU / 202 4.6.2 CPU 的能力圈：指令集 / 202 4.6.3 抽象：少就是多 / 203 4.6.4 代码也是要占用存储空间的 / 203 4.6.5 复杂指令集诞生的必然 / 205 4.6.6 微代码设计的问题 / 205 4.7 CPU 进化论(中)：精简指令集的诞生 / 206 4.7.1 化繁为简 / 206 4.7.2 精简指令集哲学 / 207 4.7.3 CISC 与 RISC 的区别 / 208 4.7.4 指令流水线 / 209 4.7.5 名扬天下 / 210 4.8 CPU 进化论(下)：绝地反击 / 211 4.8.1 打不过就加入：像 RISC 一样的 CISC / 211 4.8.2 超线程的绝技 / 212 4.8.3 取人之长，补己之短： CISC 与 RISC 的融合 / 214 4.8.4 技术不是全部： CISC 与 RISC 的商业之战 / 214 4.9 融会贯通：CPU、栈与函数调用、系统调用、线程切换、中断处理 / 215 4.9.1 寄存器 / 215 4.9.2 栈寄存器： Stack Pointer / 216 4.9.3 指令地址寄存器： Program Counter / 216 4.9.4 状态寄存器： Status Register / 217 4.9.5 上下文： Context / 218 4.9.6 嵌套与栈 / 218 4.9.7 函数调用与运行时栈 / 220 4.9.8 系统调用与内核态栈 / 220 4.9.9 中断与中断函数栈 / 223 4.9.10 线程切换与内核态栈 / 224 4.10 总结 / 227 第 5 章四两拨千斤， cache / 228 5.1 cache，无处不在 / 229 5.1.1 CPU 与内存的速度差异 / 229 5.1.2 图书馆、书桌与 cache / 230 5.1.3 天下没有免费的午餐： cache 更新 / 232 5.1.4 天下也没有免费的晚餐：多核 cache 一致性 / 233 5.1.5 内存作为磁盘的 cache / 235 5.1.6 虚拟内存与磁盘 / 237 5.1.7 CPU 是如何读取内存的 / 238 5.1.8 分布式存储来帮忙 / 238 5.2 如何编写对 cache 友好的程序 / 240 5.2.1 程序的局部性原理 / 240 5.2.2 使用内存池 / 241 5.2.3 struct 结构体重新布局 / 241 5.2.4 冷热数据分离 / 242 5.2.5 对 cache 友好的数据结构 / 243 5.2.6 遍历多维数组 / 243 5.3 多线程的性能“杀手” / 245 5.3.1 cache 与内存交互的基本单位： cache line / 246 5.3.2 性能“杀手”一： cache 乒乓问题 / 247 5.3.3 性能“杀手”二：伪共享问题 / 250 5.4 烽火戏诸侯与内存屏障 / 253 5.4.1 指令乱序执行：编译器与 OoOE / 255 5.4.2 把 cache 也考虑进来 / 257 5.4.3 四种内存屏障类型 / 259 5.4.4 acquire-release 语义 / 263 5.4.5 C++ 中提供的接口 / 264 5.4.6 不同的 CPU，不同的秉性 / 265 5.4.7 谁应该关心指令重排序：无锁编程 / 266 5.4.8 有锁编程 vs 无锁编程 / 267 5.4.9 关于指令重排序的争议 / 267 5.5 总结 / 268 第 6 章计算机怎么能少得了 I/O / 269 6.1 CPU 是如何处理 I/O 操作的 / 270 6.1.1 专事专办： I/O 机器指令 / 270 6.1.2 内存映射 I/O / 270 6.1.3 CPU 读写键盘的本质 / 271 6.1.4 轮询：一遍遍地检查 / 272 6.1.5 点外卖与中断处理 / 273 6.1.6 中断驱动式 I/O / 274 6.1.7 CPU 如何检测中断信号 / 275 6.1.8 中断处理与函数调用的区别 / 276 6.1.9 保存并恢复被中断程序的执行状态 / 277 6.2 磁盘处理 I/O 时 CPU 在干吗 / 279 6.2.1 设备控制器 / 280 6.2.2 CPU 应该亲自复制数据吗 / 281 6.2.3 直接存储器访问： DMA / 281 6.2.4 Put Together / 283 6.2.5 对程序员的启示 / 284 6.3 读取文件时程序经历了什么 / 285 6.3.1 从内存的角度看 I/O / 285 6.3.2 read 函数是如何读取文件的 / 286 6.4 高并发的秘诀：I/O 多路复用 / 291 6.4.1 文件描述符 / 291 6.4.2 如何高效处理多个 I/O / 292 6.4.3 不要打电话给我，有必要我会打给你 / 293 6.4.4 I/O 多路复用 / 294 6.4.5 三剑客： select 、poll 与 epoll / 294 6.5 mmap：像读写内存那样操作文件 / 295 6.5.1 文件与虚拟内存 / 296 6.5.2 魔术师操作系统 / 297 6.5.3 mmap vs 传统 read/write 函数 / 298 6.5.4 大文件处理 / 299 6.5.5 动态链接库与共享内存 / 299 6.5.6 动手操作一下 mmap / 301 6.6 计算机系统中各个部分的时延有多少 / 302 6.6.1 以时间为度量来换算 / 303 6.6.2 以距离为度量来换算 / 304 6.7 总结 / 305

内容摘要
本书以图解的方式通俗易懂的讲解计算机系统中各项技术的本质，包括编程语言的本质是什么、操作系统、进程线程协程等的本质是什么、到底什么是内存、什么是堆区栈区、内存分配等是怎么一回事、怎样从晶体管构建出CPU、I/O是如何实现的等等，从根源出发，一步步讲解一项技术到底是怎么来的，同时内容可视化――辅助大量精心设计的插图，几乎做到了平均一页有一图，把对技术的理解门槛降到大力度优惠。

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精彩内容
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