深入理解计算机系统(原书第2版)英文版:程序员视角

需积分: 10 7 下载量 50 浏览量 更新于2024-07-21 收藏 56.02MB PDF 举报
"深入理解计算机系统(原书第2版)[英文版]" 是一本由Randal E. Bryant和David R. O'Hallaron合著的专业计算机科学书籍,旨在帮助程序员从底层角度理解计算机系统的工作原理。书中内容涵盖计算机硬件、操作系统、编译器、内存管理等多个关键领域。 在计算机系统中,程序员的视角尤为重要,因为这直接影响到程序的性能、效率和可靠性。本书通过深入探讨这些主题,使读者能够更好地设计和优化他们的软件。以下是书中可能涉及的一些核心知识点: 1. **硬件基础**:介绍计算机的基本组成部分,如CPU(中央处理器)、内存(RAM)、I/O设备以及它们之间的交互。CPU的结构,包括指令集、流水线和缓存机制,对于理解程序执行速度至关重要。 2. **数据表示与运算**:讲解二进制、十六进制、浮点数和整数的表示方式,以及算术和逻辑运算在计算机中的实现,这对理解数值计算的精度和效率有深远影响。 3. **内存层次结构**:讨论内存的不同层次,从高速缓存(L1、L2、L3)到主内存,再到硬盘存储,理解这些层次如何影响程序的访问速度和数据存储。 4. **编译器与解释器**:分析编译器如何将高级语言转化为机器语言,以及优化过程,包括词法分析、语法分析、中间代码生成和目标代码生成等阶段。 5. **操作系统的角色**:讲解操作系统如何管理进程、内存、文件系统和设备驱动,以及并发、同步和通信机制,这对于编写多线程或分布式程序的开发者尤为关键。 6. **虚拟内存**:介绍虚拟地址空间的概念,页表和段表的工作方式,以及页面替换算法,这些内容对理解程序的内存管理和运行时行为至关重要。 7. **输入/输出(I/O)**:讨论I/O设备的分类,中断处理,以及异步I/O和同步I/O的区别,这对于处理文件、网络通信和其他外部设备的程序设计非常有用。 8. **程序性能分析**:介绍性能分析工具和技术,如 profilng 和 benchmarking,以及如何通过优化代码来提升程序性能。 9. **安全与并发问题**:涵盖内存安全问题,如缓冲区溢出和指针错误,以及并发编程中的死锁、活锁和竞态条件。 10. **计算机网络基础**:虽然可能不是主要内容,但计算机系统的视角也包含网络通信的基础,如TCP/IP协议栈和网络编程接口。 这本书对于希望深入理解计算机工作原理,尤其是对软件性能有追求的程序员来说是一本宝贵的资源。英文版的阅读体验经过优化,配有中文书签,方便快速查阅。通过阅读本书,读者不仅可以掌握理论知识,还能学会如何将这些知识应用到实际编程实践中,提升编程技能。