中文名: 深入理解計算機系統
原名: Computer Systems: A Programmer's Perspective
作者: Randal E. Bryant
Davic O'Hallaron
譯者: 龔奕利
雷迎春
圖書分類: 軟件
資源格式: PDF
版本: 掃描版
出版社: 中國電力出版社
書號: 7-5083-2175-8
發行時間: 2004年5月
地區: 大陸
語言: 簡體中文
簡介:

內容介紹：
　　本書英文版久負盛名，被眾多專業人士稱為“最偉大的計算機教材”之一，著名的美國卡內基梅隆大學計算機科學系一直將本書作為教材使用，程序員眼中的透徹講述計算機系統的扛鼎之作。作者Randal E. Bryant是卡耐基梅隆大學的計算機科學系主任，ACM和IEEE雙院士（Fellow），其研究成果多次獲得ACM和IEEE頒發的大獎。
　　本書共分十三章，分別介紹了信息的表示和處理、程序的機器級表示、處理器體系結構、存儲器層次結構、靜態和動態鏈接、虛擬存儲器、系統級I/O、網絡編程和並發編程等精彩內容。其目的是解釋計算機系統的所有本質概念，並向讀者展示這些概念是如何實際地影響應用程序的正確性、性能和實用性。與其他主要針對系統構造人員的系統類書籍不同，這本書是寫給程序員的，是從程序員的角度來描述的。本書為軟件和硬件之間搭起了一個橋梁，它給出了一種幫助讀者分別從硬件和軟件的角度去理解一個程序及其行為的途徑，這也填補了國內計算機系統教學中的一個空白。本書的最大優點是幫助讀者理解概念，讓讀者很清楚地在腦海中構造一個層次型的計算機系統，從最低層數據在內存中的表示（如我們一直陌生的浮點數表示），到流水線指令的構成，到虛擬存儲器，到編譯系統，到動態加載庫，到最後的用戶應用。
　　本書提供了大量的例子和練習及部分答案。尤其值得一提的是，對於每一個基本概念都有相應的筆頭或程序試驗，加深讀者的理解。
作者介紹：
　　Randal E. Bryant 1973年獲得密歇根大學（University of Michigan）學士學位，隨即就讀麻省理工學院（Massachusetts Institute of Technology）的研究生院，並在1981年獲計算機博士學位。他在加州理工學院（California Institute of Technology）做了三年助教，從1984年至今一直是卡內基梅隆大學（Carnegie Mellon）的教師。他現在是計算機科學的主任級教授和計算機科學系的系主任。他同時還受邀於電子和計算機工程系。 他從事本科和研究生計算機系統方面課程的教學超過20年。在講授計算機體系結構課程多年後，他開始把關注點從如何設計計算機轉移到程序員如何在更好地了解系統的情況下編寫出更有效和更可靠的程序。他和O’Hallaron教授一起在卡內基梅隆大學開設了“計算機系統導論”課程，那便是此書的基礎。他還教授一些算法和編程方面的課程。 Bryant教授的研究涉及幫助硬件設計者驗證其系統正確性的軟件工具的設計。其中，包括幾種類型的模擬器，以及用數學方法來證明設計正確性的形式化驗證工具。他發表了100多篇技術論文。包括Intel、Motorola、IBM和Fujitsu在內的主要計算機制造商都使用他的研究成果。他還因他的研究獲得過數項大獎。其中包括Semiconductor Research Corporation頒發的兩個發明榮譽獎和一個技術成就獎，美國計算機學會（Association for Computer Machinery，ACM）頒發的Kanellakis理論與實踐獎，還有電氣和電子工程師協會（Institute of Electrical and Electronics Engineers，IEEE）授予的W. R. G. Baker獎和50年金質獎章（a Golden Jubilee Medal）。他同時是ACM和IEEE的院士。
　　David R. O’Hallaron 1986年在維吉尼亞大學（University of Virginia）獲得計算機科學的博士學位。在通用電氣工作一段時間後，於1989年作為系統科學家成為卡內基梅隆大學的教員。他目前是計算機科學系和電子及計算機工程系的副教授。 他教授一些本科生和研究生的計算機系統方面的課程，例如計算機體系結構、計算機系統緒論、並行處理器設計和Internet服務。和Bryant教授一起，他開設了“計算機系統導論”課程，那便是此書的基礎。 O’Hallaron教授和他的學生從事計算機系統領域的研究。特別的，他們開發了一些軟件系統，幫助科學家和工程師在計算機上模擬自然界。其中最著名的是Quake項目，一群計算機科學家、土木工程師和地震學家致力於在強烈地震中預測大地運動的能力，這些強烈地震包括南加洲、古巴、日本、墨西哥和新西蘭的大地震。同Quake項目中其它人員一起，他獲得了CMU計算機科學院頒發的Allen Newell優秀研究獎章。他為Quake項目創立的基准程序，183.equake，被SPEC（Standards Performance Evaluation Corporation）選入非常有影響的SPEC CPU和OMP（Open Mp）基准程序包中。
內容截圖：

目錄:
第1章 計算機系統漫游
1.1 信息就是比特+上下文
1.2 程序被其他程序翻譯成不同的格式
1.3 了解編譯系統如何工作是大有益處的
1.4 處理器讀並解釋儲存在存儲器中的指令
1.4.1 系統的硬件組成
1.4.2 執行hello程序
1.5 高速緩存
1.6 形成層次結構的存儲設備
1.7 操作系統管理硬件
1.7.1 進程
1.7.2 線程
1.7.3 虛擬存儲器
1.7.4 文件
1.8 利用網絡系統和其他系統通信
1.9 下一步
1.10 小結
參考文獻說明
第2章 信息的表示和處理
2.1 信息存儲
2.2 整數表示
2.3 整數運算
2.4 浮點
2.5 小結
參考文獻說明
家庭作業
練習題答案
第3章 程序的機器級表示
3.1 歷史觀點
3.2 程序編碼
3.3 數據格式
3.4 訪問信息
3.5 算術和邏輯操作
3.6 控制
3.7 過程
3.8 數組分配和訪問
3.9 異類的數據結構
3.10 對齊(alignment)
3.11 綜合：理解指針
3.12 現實生活：使用GDB調試器
3.13 存儲器的越界引用和緩沖區溢出
3.14 *浮點代碼
3.15 *在C程序中嵌入匯編代碼
3.16 小結
第4章 處理器體系結構
4.1 Y86指令集體系結構
4.2 邏輯設計和硬件控制語言HCL 271
4.3 Y86的順序(sequential)實現
4.4 流水線的通用原理
4.5 Y86的流水線實現
4.6 小結
第5章 優化程序性能
5.1 優化編譯器的能力和局限性
5.2 表示程序性能
5.3 程序示例
5.4 消除循環的低效率
5.5 減少過程調用
5.6 消除不必要的存儲器引用
5.7 理解現代處理器
5.8 降低循環開銷
5.9 轉換到指針代碼
5.10 提高並行性
5.11 綜合：優化合並代碼的效果小結
5.12 分支預測和預測錯誤處罰
5.13 理解存儲器性能
5.14 現實生活：性能提高技術
5.15 確認和消除性能瓶頸
5.16 小結
第6章 存儲器層次結構
6.1 存儲技術
6.2 局部性
6.3 存儲器層次結構
6.4 高速緩沖存儲器
6.5 編寫高速緩存友好的代碼
6.6 綜合：高速緩存對程序性能的影響
6.7 綜合：利用你程序中的局部性
6.8 小結
參考文獻說明
家庭作業
練習題答案
第7章 鏈接
7.1 編譯器驅動程序
7.2 靜態鏈接
7.3 目標文件
7.4 可重定位目標文件
7.5 符號和符號表
7.6 符號解析
7.7 重定
7.8 可執行目標文件
7.9 加載可執行目標文件
7.10 動態鏈接共享庫
7.11 從應用程序中加載和鏈接共享庫
7.12 *與位置無關的代碼(PIC)
7.13 處理目標文件的工具
7.14 小結
第8章 異常控制流
8.1 異常
8.2 進程
8.3 系統調用和錯誤處理
8.4 進程控制
8.5 信號
8.6 非本地跳轉
8.7 操作進程的工具
8.8 小結
第9章 測量程序執行時間
9.1 計算機系統上的時間流
9.2 通過間隔計數（interval counting)來測量時間
9.3 周期計數器
9.4 用周期計數器來測量程序執行時間
9.5 於gettimeofday函數的測量
9.6 綜合：一個實驗協議
9.7 展望未來
9.8 現實生活：K次最優測量方法
9.9 得到的經驗教訓
9.10 小結
第10章 虛擬存儲器
10.1 物理和虛擬尋址
10.2 地址空間
10.3 VM作為緩存的工具
10.4 VM作為存儲器管理的工具
10.5 VM作為存儲器保護的工具
10.6 地址翻譯
10.7 案例研究：Pentium/Linux存儲器系統
10.8 存儲器映射
10.9 動態存儲器分配
10.10 垃圾收集
10.11 C程序中常見的與存儲器有關的錯誤
10.12扼要重述一些有關虛擬存儲器的關鍵概念
10.13 小結
第11章 系統級I/O
11.1 Unix I/O
11.2 打開和關閉文件
11.3 讀和寫文件
11.4 用RIO包進行健壯地讀和寫
11.5 讀取文件元數據
11.6 共享文件
11.7 I/O重定向
11.8 標准I/O
11.9 綜合：我該使用哪些I/O函數？
11.10 小結
第12章 網絡編程
12.1 客戶端-服務器編程模型
12.2 網絡
12.3 全球IP因特網
12.4 套接字接口
12.5 Web服務器
12.6 綜合：TINY Web服務器
12.7 小結
第13章 並 發 編 程
13.1 基於進程的並發編程
13.2 基於I/O 多路復用的並發編程
13.3 基於線程的並發編程
13.4 多線程程序中的共享變量
13.5 用信號量同步線程
13.6 綜合：基於預線程化的並發服務器
13.7 其他並發性問題
13.8 小結
參考文獻說明
家庭作業習題
練習題答案
附錄A 處理器控制邏輯的 HCL描述
A.1 HCL參考手冊
A.2 SEQ
A.3 SEQ+
A.4 PIPE
附錄B 錯 誤 處 理
B.1 Unix系統中的錯誤處理
B.2 錯誤處理包裝函數
B.3 csapp.h頭文件
B.4 csapp.c源文件