Computer Systems: A Programmer's Perspective

"深入理解计算机系统英文版" 本书是《深入理解计算机系统》的英文版，由Randal E. Bryant和David R. O’Hallaron共同撰写。这是一本旨在帮助程序员从底层理解计算机系统的著作，内容涵盖了从硬件到软件的多个层面。 1. 引言 书中介绍了计算机科学的核心概念，强调了对计算机系统工作原理的理解对于编写更高效程序的重要性。作者指出，信息是带有上下文的位，而程序是由其他程序翻译成不同形式的代码。 1.1 信息是位的上下文 信息在计算机中的表现形式是二进制位，但其含义取决于它所处的环境，比如数据、指令或状态。 1.2 程序的翻译 程序经过编译器和解释器转化为机器可执行的不同形式，理解这个过程有助于优化代码。 1.3 理解编译系统的工作方式 掌握编译器如何将高级语言转换为机器语言可以提高编程效率和代码质量。 1.4 处理器读取和解释内存中的指令 处理器的基本任务是执行存储在内存中的指令，这涉及到硬件组织结构的讨论。 1.4.1 硬件系统组织 这部分探讨了计算机硬件的组成，包括CPU、内存和输入/输出设备等。 1.4.2 运行hello程序 通过运行一个简单的hello程序来解释程序执行的基本流程。 1.5 缓存的作用 缓存是提升系统性能的关键，它减少了访问主存的时间，提高了计算速度。 1.6 存储设备构成层次结构 从高速缓存到硬盘，存储设备形成了一个层次结构，每个层级都有不同的访问速度和容量。 1.7 操作系统管理硬件 操作系统作为硬件与用户之间的接口，负责进程管理、线程管理、虚拟内存以及文件系统。 1.7.1 进程 进程是执行中的程序实例，操作系统负责它们的调度和资源分配。 1.7.2 线程 线程是进程内的执行单元，允许多个并发活动在同一程序内进行。 1.7.3 虚拟内存 虚拟内存提供了一个抽象的地址空间，使得程序可以独立于物理内存工作，并支持交换和分页机制。 1.7.4 文件 文件是持久化的数据存储，操作系统提供了对文件创建、读写和管理的接口。 1.7.5 网络通信 计算机通过网络与其他系统通信，涉及协议、传输层和应用层的概念。 1.9 概要 这一部分总结了第一章的主要观点，为后续章节的学习奠定了基础。 接下来的章节会深入探讨程序结构和执行、信息的表示和操作、处理器架构、内存系统、I/O系统、操作系统、网络以及安全等内容。这些主题旨在帮助读者构建起对整个计算机系统全面而深入的理解。