深入理解計算機系統pdf

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書名：深入理解計算機系統（原書第3版）

作者：Randal E.Bryant

譯者：龔奕利

豆瓣評分：9.8

出版社：機械工業出版社

出版年份：2016-11

頁數：737

內容簡介：

和第2版相比，本版內容上*大的變化是，從以IA32和x86-64為基礎轉變為完全以x86-64為基礎。主要更新如下：

基於x86-64，大量地重寫代碼，首次介紹對處理浮點數據的程序的機器級支持。

處理器體系結構修改為支持64位字和操作的設計。

引入更多的功能單元和更復雜的控制邏輯，使基於程序數據流表示的程序性能模型預測更加可靠。

擴充關於用GOT和PLT創建與位置無關代碼的討論，描述了更加強大的鏈接技術（比如庫打樁）。

增加了對信號處理程序更細致的描述，包括非同步信號安全的函數等。

採用新函數，更新了與協議無關和線程安全的網路編程。

作者簡介：

Randal E. Bryant，1981年於麻省理工學院獲得計算機博士學位，1984年至今一直任教於卡內基-梅隆大學。現任卡內基-梅隆大學計算機科學學院院長、教授，同時還受邀任教於電子和計算機工程系。他從事本科生和研究生計算機系統方面課程的教學近40年。他和O』Hallaron教授一起在卡內基梅隆大學開設了15-213課程「計算機系統導論」，那便是本書的基礎。他還是ACM院士、IEEE院士、美國國家工程院院士和美國人文與科學研究院院士。其研究成果被Intel、IBM、Fujitsu和Microsoft等主要計算機製造商使用，他還因研究獲得過Semiconctor Research Corporation、ACM、IEEE頒發的多項大獎。

David R. O』Hallaron卡內基梅隆大學電子和計算機工程系教授。在弗吉尼亞大學（University of Virginia）獲得計算機科學的博士學位，2007年-2010年為Intel匹茲堡實驗室主任。他教授本科生和研究生的計算機系統方面的課程已有20餘年，並和Bryant教授一起開設了「計算機系統導論」課程。曾獲得CMU計算機學院頒發的Herbert Simon傑出教學獎。他主要從事計算機系統領域的研究，與Quake項目成員一起獲得過高性能計算領域中的*高國際獎項——Gordon Bell獎。他目前的工作重點是研究自動分級（autograding）概念，即評價其他程序質量的程序。

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《深入理解計算機系統（原書第2版）》（[美] Randal E.Bryant）電子書網盤下載免費在線閱讀

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書名：深入理解計算機系統（原書第2版）

作者：[美] Randal E.Bryant

譯者：龔奕利

豆瓣評分：9.7

出版社：機械工業出版社

出版年份：2011-1-1

頁數：702

內容簡介：

本書從程序員的視角詳細闡述計算機系統的本質概念，並展示這些概念如何實實在在地影響應用程序的正確性、性能和實用性。全書共12章，主要內容包括信息的表示和處理、程序的機器級表示、處理器體系結構、優化程序性能、存儲器層次結構、鏈接、異常控制流、虛擬存儲器、系統級I/O、網路編程、並發編程等。書中提供大量的例子和練習，並給出部分答案，有助於讀者加深對正文所述概念和知識的理解。

本書的最大優點是為程序員描述計算機系統的實現細節，幫助其在大腦中構造一個層次型的計算機系統，從最底層的數據在內存中的表示到流水線指令的構成，到虛擬存儲器，到編譯系統，到動態載入庫，到最後的用戶態應用。通過掌握程序是如何映射到系統上，以及程序是如何執行的，讀者能夠更好地理解程序的行為為什麼是這樣的，以及效率低下是如何造成的。

本書適合那些想要寫出更快、更可靠程序的程序員閱讀，也適合作為高等院校計算機及相關專業本科生、研究生的教材。

作者簡介：

Randal E.Bryant1973年於密歇根大學（University of Michigan）獲得學士學位，隨即就讀於麻省理工學院的研究生院，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-梅隆大學的教師。他現在是計算機科學的大學教授和計算機科學學院的院長。他同時還受邀於電子和計算機工程系。

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想要學好操作系統，選擇一本好的參考書籍是十分重要的，以下為大家推薦的操作系統書籍，是綜合網友推薦和各大網站銷量而來，供大家參考。

• 

  操作系統——精髓與設計原理（第七版）（英文版）

  本書是暢銷書作者William Stallings的力作，其第四版層獲得美國計算機科學與工程類教材大獎。本書清晰、完整地講解了現代操作系統的概念、結構和機制。作者全面分析了操作系統設計的高級目標和挑戰，在線程、並發性、內存管理等主要領域都給出了權威的講解。本書包含了大量的教學支持材料，是多種人群的理想讀物。

  （美）WilliamStallings（威廉.斯托林斯）著，蒲曉蓉，周瑞改編/2013-07-01/電子工業出版社

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內容提要：
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、網路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。本書為軟體和硬體之間搭起了一個橋梁，它給出了一種幫助讀者分別從硬體和軟體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，到動態載入庫，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。他還教授一些演算法和編程方面的課程。 Bryant教授的研究涉及幫助硬體設計者驗證其系統正確性的軟體工具的設計。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在內的主要計算機製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Semiconctor 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，他們開發了一些軟體系統，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、墨西哥和紐西蘭的大地震。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項目創立的基準程序，183.equake，被SPEC（Standards Performance Evaluation Corporation）選入非常有影響的SPEC CPU和OMP（Open Mp）基準程序包中。

前言：
《深入理解計算機系統》這本書由13個章組成，旨在闡述計算機系統的核心概念：第一章：計算機系統漫遊。這一章通過研究「hello, world」這個簡單程序的生命周期，介紹計算機系統的主要概念和主題。第二章：信息的表示和處理。我們討論計算機算術，重點描述對程序員有影響的無符號和二的補碼（two』s complement）的數字表示法的特性。我們考慮數字是如何表示的，以及由此確定對給定的字長，它可能編碼的值的范圍。我們探討有符號和無符號數字之間類型轉換的效果，還闡述算術操作的數學特性。學生們很驚奇地了解到（二的補碼表示的）兩個正數的和或者積可以為負。另一方面，二的補碼滿足環的特性，因此，編譯器可以把一個常量乘法轉化為一系列的移位和加法。我們用C語言的位級操作來說明布爾代數的原理和應用。我們從如何表示浮點值和浮點操作的數學屬性方面講述IEEE標準的浮點格式。對計算機算術非常了解是寫出可靠程序的關鍵。比如，不能用（x-y<0）來取代......

前言：
看看指導教師們是如何評價這本書的：
「我堅信從程序員的角度來看計算機系統對教會學生們計算機的內部結構非常有幫助。」 ――Kostas Daniilidis，
賓夕法尼亞大學
「這本書講述事物的方法與眾不同，但是和我想要的課程進行方式類似。」 ――John Greiner，
Rice大學
「這是一項出色的工作，是這一領域教學方法的一次革命。」 ――Michael Scott，
羅切斯特大學
程序員的視角本書適用於那些想要寫出更快、更可靠程序的程序員。通過掌握程序是如何映射到系統上，以及程序是如何執行的，讀者能夠更好的理解程序的行為為什麼是這樣的，以及效率低下是如何造成的。粗略來看，計算機系統包括處理器和存儲器硬體、編譯器、操作系統和網路互連環境。而通過程序員的視角，讀者可以清晰地明白學習計算機系統的內部工作原理會對他們今後作為計算機科學研究者和工程師的工作有進一步的幫助。它還有助於為進一步學習計算機體系結構、操作系統、編譯器和網路互連做好准備。本書的主要論題包括：數據表示、C程序的機器級表示、處理器結構，程序優化、存儲器層次結構、鏈接、異常控制流、虛擬存儲器和存儲器管理、系統級I/O、網路編程和並發編程。書中所覆蓋的內容主要是這些方面是如何影響應用和系統程序員的。例如，在講述數據表示時，本書說明了用來表示數字的表示方法是有限的，它能夠近似地表示整數和實數，但是這種表示方法是有限制的，程序員必須了解。在講述高速緩存時，本書討論了矩陣代碼中的循環變數的順序是如何影響程序的性能的。在討論網路互連時，本書描述了並發伺服器如何能有效地處理來自多個客戶端的請求。本書基於Intel兼容（IA32）機器，在Unix或者相關的操作系統（例如，Linux）上執行C程序。雖然書中包括了一些幫助讀者將Java轉化成C的提示，但是還是要求讀者對C或者C++有一定的了解。
您可以通過本書的Web網站www.csapp.cs.cmu.e獲得完整的資料，包括實驗和作業，授課筆記和代碼示例。

目錄：
第1章 計算機系統漫遊
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 系統的硬體組成
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 操作系統管理硬體
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 利用網路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 邏輯設計和硬體控制語言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 載入可執行目標文件
7.10 動態鏈接共享庫
7.11 從應用程序中載入和鏈接共享庫
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 進程式控制制
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 物理和虛擬定址
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 網路編程
12.1 客戶端-伺服器編程模型
12.2 網路
12.3 全球IP網際網路
12.4 套接字介面
12.5 Web伺服器
12.6 綜合：TINY Web伺服器
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數
13.5 用信號量同步線程
13.6 綜合：基於預線程化的並發伺服器
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

8. 嵌入式系統自學

嵌入式系統軟體工程 方法實用技術及應用，免費下載

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《嵌入式系統軟體工程:基礎知識、方法和應用》系統地闡述嵌入式系統軟體工程所涉及的過程、方法、內容，以及在典型工業領域中的應用。全書內容分為兩大部分：第一部分介紹嵌入式系統軟體工程方法論，主要包括嵌入式軟體的開發過程(需求工程、軟體和系統體系結構、編程和測試等內容)，開發和測試中所採用的標准，與安全性相關的軟體系統的准入，以及嵌入式軟體所涉及的法律問題：第二部分介紹嵌入式系統軟體在汽車領域、軌道交通領域、航天領域、醫療器械、工業自動化、通信系統中的應用，在每個應用領域重點介紹具體應用領域的一些特定需求、技術和限制條件，以及它們對於嵌入式系統軟體開發過程的影響。