《深入理解计算机系统》英文原版——探索程序与硬件的秘密

"深入理解计算机系统（英文原版）是一本享有高度赞誉的计算机科学教材，被誉为‘价值超过等重量黄金的无价资源宝库’。由卡耐基梅隆大学计算机学院院长、IEEE和ACM双院院士Randal E. Bryant和David R. O'Hallaron合作撰写，此书在Amazon上获得了五星级评价，并被80多所顶尖大学用作计算机专业教材。" 本书的主要内容涵盖了计算机系统的各个方面，旨在帮助程序员深入理解计算机的工作原理。以下是详细的知识点概述： 1. 信息是上下文中的位：计算机处理的所有数据，无论是文本、图像还是声音，都以二进制位的形式存在。理解这些位如何组合成有意义的信息是编程的基础。 2. 程序的转换过程：源代码通过编译器、解释器或其他形式的翻译工具转化为机器可执行的指令。理解这个过程有助于优化代码并解决与编译相关的错误。 3. 处理器与内存交互：处理器读取并执行存储在内存中的指令。硬件组织结构包括CPU、内存和输入/输出设备，它们协同工作以执行程序。 4. 缓存的作用：高速缓存（Cache）是提高性能的关键，它存储常用数据以减少访问主内存的延迟。 5. 存储层次结构：存储设备如硬盘、闪存和内存形成了一个层次结构，高速缓存位于顶端，速度最快但容量最小，而硬盘则提供大量但较慢的存储空间。 6. 操作系统管理硬件：操作系统负责管理和调度硬件资源，包括进程管理、线程、虚拟内存和文件系统。进程是程序的实例，线程是并发执行的更小单元。 7. 虚拟内存：虚拟内存使得程序可以超出物理内存的限制，通过在磁盘上创建交换空间来模拟更大的内存。 8. 文件系统：文件是数据持久化的手段，操作系统管理文件的创建、访问和删除。 9. 网络通信：计算机通过网络与其他系统通信，这涉及到网络协议、数据传输和网络安全等问题。 10. 程序结构与执行：书中详细讨论了程序的结构，以及如何表示和操作信息，如信息存储、数据表示、地址计算、字节顺序、字符串表示等。 11. 信息的表示与操作：涵盖了信息的多种表示方式，如十六进制表示、字的使用、不同数据类型的大小、地址和字节顺序（大端和小端），以及字符串的内部结构和操作。 本书深入浅出地讲解了计算机系统的核心概念，对想要深入理解计算机工作的程序员和学生极具价值。通过阅读，读者将能够更好地了解程序如何在硬件层面运行，以及操作系统如何协调硬件资源。