深入理解计算机系统
深入理解计算机系统
文件I/OI/O就是在内存和外部设备（磁盘、终端、网络）之间拷贝数据的过程。
有时必需使用unix I/O，譬如标准I/O没有提供读取文件元数据的方式，元数据包括文件大小或文件创建时间。
妨碍优化的因素之一，是存储器别名。
妨碍优化的因素之二，是函数调用。
Gcc编译器完成基本的优化，不会对程序进行激进变化，gcc程序员以一种简化编译器生成高效代码的方式来编写程序。
消除循环的低效率：识别出要执行多次但是计算结果不会改变的计算，譬如循环测试条件用固定值、不用计算，这类优化称为代码移动优化。
C语言由贝尔实验室发明，主要为了unix操作系统便于移植，是系统级编程的首选，不足是指针造成困惑和程序错误，缺乏对一些有用抽象的显示支持。
每条c语句必须被转化为低级机器语言指令，指令按照一种称为可执行目标程序的格式打好包，并以二进制磁盘文件的形式存放起来。
Unix系统，从源文件到可执行目标程序（又称可执行目标文件）的转化是由编译器启动程序完成的。
编译系统由预处理器、编译器、汇编器、链接器组成。
一个进程的指令和另一个进程的指令是交错执行的，操作系统实现这种交错执行的机制称为上下文切换。
虚拟存储器是一个抽象的概念，每个进程看到的存储器都是一致的，称之为虚拟地址空间。
正文段和数据段在进程一旦开始运行就被指定了大小的。
堆可以在运行时动态的扩展或者收缩。
共享库用来存放c标准库和数学库这样共享库的代码和数据的区域。
栈，编译器用它来实现函数调用，程序执行期间可以动态的扩展或收缩。
每次调用一个函数时，栈就会增长。
每次从函数返回时，栈就会收缩。
内核虚拟存储器，内核是操作系统总是驻留在存储器的部分。
地址空间顶部的1/4是为内核留的。
不允许应用程序读写这个区域或者直接调用内核代码定义的函数。
进制：十六进制字母不区分大小写，如果位总数不是2的倍数，左补0，两位长表示一个字节。
二进制转换为十六进制，分割为每四位一组进行转换，如果位总数不是4的倍数，最左边的一组左补0。
深入理解计算机系统 pdf 第三版
深入理解计算机系统 pdf 第三版深入理解计算机系统第三版本书是Bryant和O'Hallaron所著的《深入理解计算机系统》第三版。
这本书涵盖了计算机系统的许多重要领域，包括计算机组成、操作系统和网络。
通过对这些基本概念的深入探讨，读者将能够更好地理解计算机系统的工作原理，并学会如何设计高效和可靠的系统。
本书的第一部分介绍了计算机系统的基本概念，如位和字节的表示、指令集架构、存储器层次结构和系统级I/O。
读者将学会如何使用不同的表示形式来表示数字，如有符号和无符号整数、浮点数和字符串。
此外，本书还详细介绍了指令集架构的基本原理和机器级程序的执行过程。
通过对存储器层次结构和系统级I/O的讨论，读者将了解如何提高系统的性能和可扩展性。
第二部分深入研究了计算机系统的内存层次结构和存储管理技术。
本书介绍了主存、虚拟存储器、动态存储分配和缓存技术。
读者将学会如何利用虚拟存储器来管理有限的物理内存资源，并了解动态存储分配的原理和实现。
此外，本书还介绍了缓存技术的工作原理和性能优化策略，让读者能够设计高效的存储系统。
第三部分探讨了计算机系统的机器级表示和优化技术。
本书介绍了整数和浮点数的表示和计算、程序的机器级表示和汇编语言编程。
此外，本书还深入讨论了程序的运行时环境和陷阱处理，以及如何利用编译器进行性能优化。
第四部分涵盖了计算机系统的操作系统和网络。
本书介绍了操作系统的基本概念和功能，如进程管理、内存管理和文件系统。
读者将了解操作系统如何管理资源、提供服务和保护系统的安全性。
此外，本书还介绍了计算机网络的基本原理和协议，如IP、TCP和HTTP。
通过对这些关键概念的深入探讨，读者将能够理解计算机系统之间如何进行通信和共享资源。
《深入理解计算机系统》第三版不仅适合计算机科学和工程专业的学生，也适合对计算机系统工作原理感兴趣的读者。
阅读本书后，读者将对计算机系统的各个方面有更深入的理解，并能够应用所学知识设计和优化高效和可靠的系统。
深入理解计算机系统
《深入理解计算机系统》内容概述【示例范文仅供参考】---------------------------------------------------------------------- 《深入理解计算机系统》是2016年机械工业出版社的图书，作者是（美）布赖恩特（Bryant,R.E.）。
《深入理解计算机系统》是理解计算机系统首选书目，是10余万程序员的共同选择。
卡内基-梅隆、北京大学、清华大学、上海交通大学等国内外众多知名高校选用指定教材。
从程序员视角全面剖析的实现细节，使读者深刻理解程序的行为，将所有计算机系统的相关知识融会贯通。
和第2版相比，本版内容上最大的变化是，从以IA32和x86-64为基础转变为完全以x86-64为基础。
主要更新如下：基于x86-64，大量地重写代码，首次介绍对处理浮点数据的程序的机器级支持。
处理器体系结构修改为支持64位字和操作的设计。
引入更多的功能单元和更复杂的控制逻辑，使基于程序数据流表示的程序性能模型预测更加可靠。
扩充关于用GOT和PLT创建与位置无关代码的讨论，描述了更加强大的链接技术（比如库打桩）。
增加了对信号处理程序更细致的描述，包括异步信号安全的函数等。
采用新函数，更新了与协议无关和线程安全的网络编程。
本书主要介绍了计算机系统的基本概念，包括最底层的内存中的数据表示、流水线指令的构成、虚拟存储器、编译系统、动态加载库，以及用户应用等。
书中提供了大量实际操作，可以帮助读者更好地理解程序执行的方式，改进程序的执行效率。
此书以程序员的视角全面讲解了计算机系统，深入浅出地介绍了处理器、编译器、操作系统和网络环境，是这一领域的权威之作。
本书适合作为计算机及相关专业的本科生教材，同时也适用于编程人员参考阅读。
深入理解计算机系统
1.在Unix系统上，从源文件到目标文件的转化是由编译器驱动程序完成的：unix> gcc –o hello hello.c这个翻译过程可分为四个阶段完成（预处理器、编译器、汇编器和链接器），这四个阶段的程序一起构成了编译系统。
预处理阶段：预处理器根据以字符#开头的命令，修改原始的C程序。
比如hello.c中第一行的#include<stdio.h>命令告诉预处理器读取系统头文件stdio.h的内容，并把它直接插入到程序文本中。
结果就得到了另一个C程序，通常是以.i作为文件扩展名。
编译阶段：编译器将文本文件hello.i翻译成文本文件hello.s，它包含一个汇编语言程序。
汇编语言程序中的每条语句都以一种标准的文本格式确切的描述了一个低级机器语言指令。
汇编语言是非常有用的，因为它为不同高级语言的不同编译器提供了通用的输出语言。
例如，C编译器和Fortran编译器产生的输出文件用的都是一样的汇编语言。
汇编阶段：接下来，汇编器将hello.s翻译成机器语言指令，把这些指令打包成一种叫做可重定位目标程序的格式，并将结果保存在目标文件hello.o中。
hello.o文件是一个二进制文件，它的字节编码是机器语言指令而不是字符。
链接阶段：hello程序调用了printf函数，它是每个C编译器都会提供的标准C库中的一个函数。
printf函数存在于一个名为printf.o的单独的预编译好了的目标文件中，而这个问题件必须以某种方式合并到我们的hello.o程序胡总。
链接器就负责处理这种合并。
结果就得到hello文件，它是一个可执行目标文件，可以被加载到内存中，由系统执行。
2.每个I/O设备都通过一个控制器或适配器与I/O总线相连。
控制器和适配器之间的区别主要在于它们的封装方式。
控制器是置于I/O设备本身的或者系统的主印制电路板（主板）上的芯片组，而适配器则是一块插在主板插槽上的卡。
无论如何，它们的功能都是在I/O总线和设备之间传递信息。
《深入理解计算机系统》读后感
《深入理解计算机系统》读后感第一次听到这本书还是我们的导师袁志斌老师介绍的。
在这之前我是对它毫无概念可言。
袁老师对这本书可谓是推崇备至，因此就介绍给我们全班，并希望说让我们能够静下心好好的去看它、了解它。
于是我开始了阅读"深入"的征程。
之所以说是"征程"是因为这本说的内容确实是很难。
至少是对于我来说。
很多东西之前都没有接触过。
除了那点少的可怜的C语言底子之外就剩下数字电路的东西了。
其他的基本上是听都没听过。
毕竟这本书要求先修的课程有很多，神马《计算机组成原理》，《汇编程序设计》。
这些都没有学过。
但是，就算是这样，凭着被袁老师鼓起的热情，硬着头皮买了它，开始了啃"深入"的日子。
在这里先简单的介绍一下"深入"的基本章节内容。
第一章A Tour of Computer System对计算机系统总体的做了一个简单的介绍，第二章Representing and Manipulating Information主要说的是信息在计算机中的表示形式。
包括整数和浮点数的表示形式。
第三章Machine-Level Representation of Program汇编语言的复习。
过程调用，尤其是过程调用(包括递归调用)中堆栈的使用情况是经常会考到的。
数据在内存中的"对齐"方式，也是经常出现在考题中的。
比如定义一个结构体数组，打印出其中一个元素的地址，问这个地址相对数组起始地址有多少个字节的距离。
第四章Processor Architecture计算机体系结构的内容。
处理器结构，各种逻辑门、功能单元，指令集，指令的执行，指令执行的流水线等。
第五章Optimizing Program Performance如何优化程序的执行效率，包括代码的优化，编译器的优化，及CPU级别的优化。
CPU级别的优化，微指令的概念，功能单元上微指令的并行，程序分支的预测等。
深入理解计算机系统（CSAPP）课后实验CSAPPLAB1——DataLab
深⼊理解计算机系统（CSAPP）课后实验CSAPPLAB1——DataLab实验说明《深⼊理解计算机系统》是卡内基梅隆⼤学计算机专业的计算机体系课程的标配教材，可以在B站看其配套⽹课（）。
课程由书的作者两个⼈共同执教，⽐较适合有C语⾔的基础的同学作为计算机体系构建的课程。
但是，仅仅看书收获还是有限的，所以为了加强Coding，⽽不是纸上谈兵，还需要做这本书配套的实验，全书总共9个实验，本次讲解Lab1。
实验条件准备实验环境使⽤Ubuntu，为了减少环境搭建成本，我们使⽤虚拟机来进⾏。
我之前⽤过VMWare，但感觉不是很舒服，⽽且还要找破解版⽐较⿇烦。
所以，这次使⽤VituralBox，这是开源的虚拟机，免费，⾜够实验使⽤。
虚拟机环境搭建⾸先，去VituralBox官⽹下载虚拟机安装包（），⼀般是Windows的吧，如果想下载其他版本的，点这个。
下载完毕，管理员权限安装，⼀路点Next就好了。
按照⼀般配置虚拟机的套路，我们应该去Ubuntu之类的官⽹下载系统镜像来进⾏安装。
但实际上，这个步骤可以省⼀省，直接去下载⼈家配置好环境的虚拟机镜像就好，⼀键配置妙不妙呀~我这⾥是⽤之前下载的⼀个清华操作系统课程提供的系统镜像（），⾥⾯已经配置好了，虚拟机的管理员密码是1个空格，⼀般提⽰输密码就输这个下载好镜像之后解压缩，注意，这个压缩包格式是.xz（某明星），这⾥实测WINRAR和BANDZIP可以解压，其他的没测试过。
解压之后是⼀个6G多的.vdi⽂件，在硬盘⾥新建⼀个⽂件夹，把.vdi⽂件拖进去。
然后打开VituralBox，点击创建，系统类型选择Linux，Ubuntu64位，给虚拟机起个名字，然后选择刚刚新的⽂件夹作为虚拟机⽬录，点下⼀步。
现在是选择内存⼤⼩，随意，⼤点没那么卡，⼩点可以同时开多⼏个，建议2GB以上，再下⼀步。
选择⽤已有的虚拟硬盘⽂件，然后打开⽬录，选中刚刚那个.vdi⽂件，点击创建。
《深入理解计算机系统》读书心得
《深入理解计算机系统》读书心得通过阅读《深入理解计算机系统》，我深深体会到了计算机系统的复杂性和精妙之处。
这本书系统地介绍了计算机系统的各个层次，从硬件到操作系统再到应用程序的实现，使我深入了解了计算机系统的运行原理和工作方式。
首先，书中详细介绍了计算机系统的硬件部分，包括处理器的结构与功能、内存的层次结构、存储器的管理和缓存的设计等。
通过学习这些内容，我对计算机的运行机制有了更加清晰的认识，了解了计算机如何执行程序、如何进行数据存储和访问等基本操作。
同时，书中还介绍了指令集体系结构和流水线技术等先进的处理器设计原理，使我对处理器的工作方式和性能优化有了更深入的理解。
其次，书中还详细介绍了操作系统的基本概念和结构，包括进程管理、存储管理、文件系统等内容。
通过学习这些知识，我对操作系统的功能和作用有了更深入的了解，了解了操作系统如何管理计算机资源、提高系统的运行效率，并且学习了操作系统的基本原理和设计思想，对我今后的系统编程和系统管理工作有了很大帮助。
最后，书中还介绍了应用程序的实现原理和优化方法，包括程序的编译、链接和调试等内容。
通过学习这些内容，我对程序的编写和优化有了更深入的认识，了解了程序如何被编译和执行、如何进行性能优化等关键问题，这对我的编程能力和技术水平的提高有着重要的意义。
总的来说，《深入理解计算机系统》是一本非常优秀的计算机系统教材，通过学习这本书，我对计算机系统的各个方面有了更深入的了解，提高了我的技术水平和解决问题的能力，对我今后的学习和工作都有很大的帮助。
希望能够继续深入学习计算机系统的知识，不断提高自己的技术水平，为未来的发展打下坚实的基础。
电脑技术宅必读的十本经典IT书籍
电脑技术宅必读的十本经典IT书籍1. 《计算机科学导论》《计算机科学导论》是一本经典的IT书籍，它系统地介绍了计算机科学的基本概念和原理。
从计算机的历史发展到算法、编程语言、数据结构等方面，这本书为读者提供了全面而深入的知识体系，适合初学者快速入门。
无论是作为计算机专业的入门教材，还是作为普通读者了解计算机科学的入门读物，都是不可或缺的一本书。
2. 《深入理解计算机系统》《深入理解计算机系统》是一本探讨计算机系统底层原理的经典之作。
通过深入解析操作系统、编译器、计算机网络等核心技术，读者能够更加全面地理解计算机系统的运行机制。
这本书适合那些想要深入了解计算机内部工作原理、进行系统级开发的技术宅。
3. 《算法导论》《算法导论》是一本经典的算法学习指南，被誉为计算机科学领域的圣经。
这本书介绍了各种常用的算法和数据结构，探讨了算法设计与分析的基本方法，并通过丰富的示例和习题帮助读者提升编程和问题解决能力。
对于编程技术宅来说，掌握好算法的能力是必不可少的。
4. 《人月神话》《人月神话》这本经典著作是软件工程领域的指导书籍，探讨了软件项目管理和开发中的常见问题。
作者通过举例和实践总结，告诉读者如何高效地进行软件开发，避免项目延期和质量问题。
对于在IT行业从事软件开发的技术宅们来说，这本书能够让他们深刻理解软件开发的本质和要点。
5. 《设计模式：可复用面向对象软件的基础》《设计模式》是一本介绍软件设计模式的经典书籍，它提供了面向对象软件设计的一系列经典解决方案。
通过学习设计模式，技术宅们可以提高代码的可重用性和可维护性，写出更加优雅和高效的程序。
6. 《C程序设计语言》《C程序设计语言》是一本为学习C语言而编写的经典著作。
C语言作为一种通用的高级编程语言，广泛应用于嵌入式系统和操作系统开发等领域。
对于技术宅来说，精通C语言是必不可少的，这本书可以帮助他们系统地学习C语言的基础知识和编程技巧。
7. 《Java核心技术卷一》《Java核心技术卷一》是一本全面介绍Java编程语言的经典教材。
ccf计算机软件能力认证 参考书籍
ccf计算机软件能力认证参考书籍计算机软件能力认证是指通过一系列的考试和实践项目来评估个人在计算机软件相关领域的知识和技能水平。
参考书籍在备考过程中起到重要的辅助作用，可以帮助考生更好地掌握相关知识和技巧。
本文将为您介绍一些适合参考的CCF计算机软件能力认证相关书籍。
1. 《软件工程导论》《软件工程导论》是CCF计算机软件能力认证考试中的一本经典教材。
该书系统全面地介绍了软件工程的基本概念、原理、方法和技术，涵盖了软件需求分析、设计、实现、测试等方面的内容。
通过学习这本书，可以帮助考生建立起软件工程的基本框架，对软件开发过程有一个整体的认识。
2. 《深入理解计算机系统》《深入理解计算机系统》是一本介绍计算机系统工作原理的经典教材。
该书通过讲解计算机硬件和操作系统的工作原理，帮助读者深入理解计算机系统的底层机制。
在CCF计算机软件能力认证考试中，这本书对于理解计算机底层原理和性能优化具有重要意义。
3. 《算法导论》《算法导论》是一本权威的算法教材，旨在讲解算法设计与分析的基本原理和方法。
该书包含了众多经典的算法案例和应用实例，对于提高编程能力和解决实际问题具有指导作用。
在CCF计算机软件能力认证考试中，理解和掌握常见算法和数据结构是非常重要的，这本书可以帮助考生系统地学习和掌握相关知识。
4. 《代码大全》《代码大全》是一本关于软件构建方面的著作，主要介绍了如何编写高质量的代码以及提高软件开发技巧和效率的方法。
该书提供了大量实用的编程技巧和经验，对于CCF计算机软件能力认证考试中的编程能力要求有很好的帮助。
通过阅读这本书，考生可以提高自己的代码质量、降低维护成本，并且掌握一些改进代码的经验。
5. 《计算机网络》《计算机网络》是一本系统介绍计算机网络原理和应用的教材，包括了网络的基本概念、网络协议、局域网和广域网等内容。
在CCF计算机软件能力认证考试中，理解和掌握计算机网络的基本知识是必要的，这本书可以帮助考生对网络通信的原理和技术有更深入的了解。
csapp
csappCSAPP: 深入理解计算机系统引言：CSAPP（Computer Systems: A Programmer's Perspective）是一本由Randal E. Bryant和David R. O'Hallaron编写的经典教材，旨在帮助计算机程序员更深入地理解计算机系统的各个层面。
它涵盖了计算机硬件、操作系统和编译器等主要主题，具有广泛的应用范围和实用性。
本文将从四个方面主要介绍CSAPP的内容及其重要性。
一、硬件层面的理解：CSAPP致力于帮助程序员更深入地了解计算机的硬件层面。
在这一方面，本书介绍了计算机的体系结构、数据表示、处理器体系结构以及缓存和存储器等内容。
通过深入学习这些概念，程序员可以更好地理解计算机原理，并优化代码以提高程序的性能。
CSAPP的硬件层面的知识有助于程序员更好地理解代码在计算机上的执行过程。
了解计算机的体系结构和指令集架构，可以帮助程序员写出更高效和优化的代码。
掌握数据表示的原理，能够更好地处理不同类型的数据。
了解处理器体系结构，可以优化并发执行的程序，提高系统的吞吐量和响应时间。
此外，理解缓存和存储器的工作原理，还能提高程序的访存效率。
二、操作系统的理解：除了硬件层面的知识，CSAPP还介绍了操作系统的基本概念和工作原理。
操作系统是计算机系统中的核心组成部分，对于程序员来说，了解操作系统的原理和机制，可以更好地编写高效和可靠的代码。
CSAPP详细介绍了操作系统的各个主要组成部分，包括进程与线程管理、内存管理、文件系统、虚拟内存等。
掌握这些概念和机制，可以帮助程序员编写线程安全的代码，优化内存的使用，有效地管理文件和I/O操作，并降低程序对硬件资源的依赖。
此外，CSAPP 还介绍了操作系统的运作原理，通过理解操作系统的内核和调度算法，可以更好地优化程序的执行效率和响应时间。
三、编译器的理解：编译器是将高级语言代码转化为机器代码的关键工具。
深入理解计算机系统 第三版
深入理解计算机系统第三版简介《深入理解计算机系统》是一本经典的计算机科学教材，由Randal E.Bryant和David R.O’Hallaron合著。
该教材通过深入探索计算机系统的各个方面，帮助读者从底层理解计算机系统的运行原理和内部机制。
本文将简要介绍第三版《深入理解计算机系统》，并对其内容进行概述。
第三版内容总览第三版《深入理解计算机系统》相比前两版进行了全面的更新和改进。
新版主要包括以下内容：Part I 程序结构和执行第一部分主要讲解了计算机系统的基本概念和原则，包括处理器、存储器和输入/输出设备的组织结构和工作原理。
同时介绍了汇编语言和机器级代码的编写和调试方式。
Part II 机器级表示第二部分深入讲解了计算机底层的机器级表示，包括整数和浮点数的表示和运算、指令集体系结构、处理器体系结构以及处理器执行流水线等。
Part III 程序优化第三部分讨论了程序优化的相关内容，包括重排指令以提高性能、内存层次结构和高速缓存、动态内存分配和局部性原理等。
Part IV 系统级I/O第四部分介绍了系统级输入/输出的原理和实现方式，包括文件I/O、网络编程、并发和线程等。
Part V 高级主题第五部分涵盖了一些高级主题，包括虚拟内存、动态链接和异常控制流等。
Part VI 网络编程第六部分重点介绍了网络编程的相关知识，包括套接字编程、Web服务器的构建和网络安全等。
适用对象和阅读建议《深入理解计算机系统》第三版适用于计算机科学与工程专业的学生、程序员、系统工程师等。
阅读本书需要一定的计算机基础知识，包括计算机组成原理、数据结构和算法等。
推荐阅读者在阅读本书之前先具备一定的编程能力，并了解C 语言和汇编语言的基本知识。
阅读建议： 1. 在阅读前，请先浏览目录，熟悉各个部分的内容和组织结构。
2. 阅读过程中，可以结合实际的计算机系统和编程项目来加深理解和实践。
3. 在阅读过程中遇到问题或不理解的地方，可以进行查阅相关的文献和资料，或者参考教材提供的参考文献和扩展阅读材料。
深入理解计算机系统ppt
08
总结与展望
计算机系统发展历程
起源与早期发展
计算机系统起源于20世 纪40年代，最初用于军 事和科学研究，随着技 术的不断发展，计算机 逐渐普及到各个领域。
个人计算机时代
随着微处理器和集成电 路的出现，个人计算机 逐渐普及，人们开始在 家庭和办公场所使用计 算机。
互联网与云计算
互联网的发展使得计算 机系统更加互联互通， 云计算技术的兴起使得 计算资源可以动态地按 需分配。
01
文件系统是用于组织和管理计算机上存储的数据的软件结构。
文件系统的作用
02
提供数据存储、检索和删除的能力，并确保数据的安全性和完
整性。
常见的文件系统类型
03
FAT32、NTFS、EXT4等。
文件存储与访问
文件存储方式
将数据以二进制形式存储在磁盘上，通过文件路径进行访问。
文件访问权限
根据用户权限设置，限制对文件的读取、写入和执行等操作。
编译过程
将源代码转换为机器语言， 生成可执行文件。
执行方式
程序加载到内存中，由 CPU按照指令逐条执行。
运行环境
操作系统提供运行环境， 管理硬件资源，支持多任 务并发执行。
内存分类与管理
内存类型
RAM（随机访问存储器）、ROM（只读存储器）、 Flash（闪存）等。
内存管理
操作系统负责分配和回收内存空间，实现内存的 动态分配和垃圾回收。
支。
本课程将介绍计算机系统的基本概念、 通过学习本课程，学生将深入理解计算
原理和实现方法，包括计算机硬件结构、 机系统的底层机制，掌握计算机系统的
操作系统、网络协议、算法和数据结构 设计和优化方法，为进一步学习计算机
《深入理解计算机系统》读书笔记
《深⼊理解计算机系统》读书笔记《深⼊理解计算机系统》读书笔记娄⾬禛 PB16060356第⼀部分概述综述 本书从⼏个⽣动的计算机程序实例引⼊，带我们⾛进了⼀个庞⼤的计算机世界。
计算机系统的诞⽣经历了⽆数个创新性时刻，每⼀个看似显然的成果都是来之不易的。
⽐如，让计算机⽤⼀种我们能够理解的语⾔和我们交谈，就包含预处理、编译、链接、执⾏四个过程，每⼀个过程的进⾏和两个过程之间的过渡都包含极其复杂的机器语⾔转换。
⼜⽐如，让计算机系统能够快速响应我们的指令，它需要⼀个⾼性能的处理器作为“⼤脑”，这个处理器的架构与制程包纳了极其复杂的电路设计，任何⼀个极微⼩的差错都会造成极其可怕的后果，⽽“超标量处理器”的诞⽣，更是经历了⼀代⼜⼀代的⾰新与改进，最终达到了极致的精巧。
如果我们深⼊去学习，就会发现每⼀个要点都可以去⽆穷⽆尽地去挖掘。
计算机语⾔部分 计算机只认得零和壹，⽽我们的正常语⾔包含千千万万种指令，这种从复杂到简单的转化过程，光想想就是宏伟的⼯程。
在⼏百年的历史中沉淀下来的编程语⾔精华，从底层到上层，是机器语⾔、汇编语⾔、源程序语⾔、图形化语⾔。
图形化语⾔接近我们的⽣活，⼏乎不需要学习；原程序语⾔开始使我们困惑，因为它有很多限制，只有这些限制才保证了语⾔更严格地向下传递；汇编语⾔已经令我们头晕，因为它分步执⾏，死板不通，同时极容易出错，但只有这种严酷的死板才能被进⼀步简化传达；机器语⾔俨然是本天书，真正地将我们的语⾔体系与属于计算机⾃⼰的语⾔体系分隔。
本书重点介绍了源程序语⾔的特殊性质和汇编语⾔的寄存器实现。
在学习过程中，我们要体悟到，造成源程序语⾔所有特殊性质的根本，是⼆进制语⾔的编码技巧。
我们⽤零和壹去表⽰整数、浮点数，⽤⼆进制算法去表⽰加减乘除，这个过程看似简单，实则包含深刻的数学。
⽐如，补码的引⼊就不是显然的，但这并不显然的东西在时间的磨砺中留存下来，因为它在计算机语⾔的计算过程中提供了相当程度的便捷。
深入理解计算机系统读后感
深入理解计算机系统读后感
标题:深入理解计算机系统
正文:
《深入理解计算机系统》是一本非常有价值的书籍,涵盖了计算机科学的基础知识,深入探讨了计算机系统的工作原理、架构和应用领域。
本书由来自Google的两位专家撰写,内容深入浅出,适合初学者和有一定计算机基础的读者阅读。
本书从硬件和软件两个方面深入讲解了计算机系统的组成,其中硬件部分主要介绍了计算机的处理器、存储器、输入输出设备等;而软件部分则主要介绍了计算机程序的编写、编译、运行等过程。
书中通过大量的实例和案例,详细介绍了计算机系统的各个方面,包括计算机病毒、操作系统、网络协议、数据库系统等。
本书还探讨了计算机系统的应用,包括Web开发、人工智能、机器学习等。
通过深入了解计算机系统的工作原理和应用,读者可以更好地理解这些领域的基础知识和实际应用。
除了深入讲解计算机系统的组成和工作原理外,本书还提供了很多实用的技巧和工具,帮助读者更好地理解和应用计算机系统。
例如,书中介绍了如何使用调试器来查找程序中的错误,如何使用版本控制工具来管理代码等。
《深入理解计算机系统》是一本非常有用的书籍,不仅适合初学者,也适合有一定计算机基础的读者。
通过阅读这本书,读者可以更好地理解计算机系统的工作原理和实际应用,提高自己的计算机技能和水平。
深入理解计算机系统读后感900字高中生技术洞察
深入理解计算机系统读后感900字高中生技术洞察《深入理解计算机系统》读后感《深入理解计算机系统》是一本由布莱恩·柯林汉和丹尼尔·波弗作为作者的计算机科学教材，该书以生动的语言、丰富的实例和深入的理论阐述了计算机系统的基本原理和运作机制。
通过阅读这本书，我对计算机系统有了更深入的理解和技术洞察。
以下是我对这本书的读后感。
首先，这本书对计算机系统的层次结构进行了详细介绍。
它将计算机系统划分为硬件和软件层次，涵盖了从最底层的逻辑门电路到最高层的应用软件的方方面面。
通过逐层解析，我了解了计算机系统中各个层次的功能和相互关系。
这种分层的讲解方式使我能够逐步理解和掌握计算机系统中的各个组成部分，有助于我更好地理解和应用相关知识。
其次，本书对计算机系统中的关键概念进行了深入讲解。
它详细介绍了数字逻辑、机器级语言、汇编语言、操作系统、存储器管理、输入输出等重要概念。
通过对这些概念的学习，我对计算机系统的运行和管理有了更深刻的认识。
特别是对于汇编语言和机器级语言的学习，使我更好地理解了计算机程序是如何被执行的，以及计算机底层的运行机制。
此外，本书通过一些生动的实例和案例分析，帮助我更好地理解和应用所学知识。
例如，在讲解存储器管理时，书中通过一个虚拟内存管理的例子，详细介绍了如何利用分页和页面替换算法来管理存储器。
这种以实际问题为导向的学习方式，使我不仅仅停留在理论层面，更加具体地了解了计算机系统的实际运作。
另外，本书还通过提供习题和实践项目，帮助我巩固和拓展所学知识。
通过这些习题和实践项目，我能够运用所学知识解决实际问题，并加深对计算机系统的理解。
这种能动性的学习方式使我在实践中不断探索和思考，从而提高了我的技术洞察力和问题解决能力。
综上所述，读完《深入理解计算机系统》后，我对计算机系统有了更深入的理解和技术洞察。
这本书通过详尽的讲解、丰富的实例和实践项目，帮助我逐步掌握计算机系统的基本原理和运作机制。
深入理解计算机体系结构
深入理解计算机体系结构计算机体系结构是指计算机硬件和软件之间的架构关系，它决定了计算机性能和功能的实现方式。
理解计算机体系结构对于计算机科学和工程领域的专业人士来说是非常重要的。
在本文中，我们将深入探讨计算机体系结构的重要概念和原理。
1. 计算机的层次结构计算机体系结构可被视为一种层次结构，从最底层的硬件到最高层的软件。
硬件层包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等，它们共同协作完成计算任务。
软件层包括操作系统、应用程序等，它们利用硬件资源提供各种功能。
2. 冯·诺伊曼计算机模型冯·诺伊曼计算机模型是一种经典的计算机体系结构，它包含输入输出设备、存储器、运算器和控制器四个核心组件。
数据和指令通过输入设备输入进计算机后，存储器将其保存下来，并由控制器根据指令来控制运算器的操作。
计算结果可以通过输出设备显示或储存。
3. 存储器层次结构存储器是计算机体系结构中的一个重要组成部分，它用于存储数据和指令。
存储器层次结构分为多级缓存、主存和辅助存储器。
多级缓存位于CPU内部，用于加速数据访问。
主存是CPU直接访问的存储器，而辅助存储器如硬盘则用于长期保存数据。
4. 指令集架构指令集架构是计算机体系结构的重要部分，它定义了计算机的指令和寄存器的结构。
常见的指令集架构有复杂指令集（CISC）和精简指令集（RISC）。
CISC指令集包含复杂而多样的指令，而RISC指令集则更为简洁和规范。
5. 并行计算并行计算是现代计算机体系结构的一项重要技术，它通过同时执行多个计算任务来提高计算性能。
并行计算包括指令级并行、线程级并行和任务级并行等多种形式。
并行计算的应用范围广泛，从科学计算到图形渲染都能得到显著的性能提升。
6. 异构计算异构计算是一种结合了不同类型处理单元的计算机体系结构。
典型的异构计算包括CPU与GPU的组合，前者适合串行计算，后者适合并行计算。
异构计算通过合理利用各种处理单元的优势，提高了计算性能和效率。
内存管理的书籍
内存管理的书籍
内存管理是计算机科学中的一个重要概念，涉及到如何有效地分配、使用和管理计算机内存。
以下是一些关于内存管理的书籍：
1. 《深入理解计算机系统》- 这本书深入浅出地介绍了计算机系统的各个方面，包括内存管理。
它从底层到高层，全面介绍了计算机系统的工作原理，包括内存管理的细节和实现方式。
2. 《计算机程序的构造和解释》- 这本书也涉及到内存管理，特别是如何使用抽象数据类型和数据结构来管理内存。
它通过解释器实现的方式，帮助读者深入理解内存管理的原理。
3. 《算法导论》- 这本书虽然不是专门讲内存管理的，但是它涉及到许多算法和数据结构，这些算法和数据结构在内存管理中有着广泛的应用。
例如，书中介绍的哈希表、二叉堆等数据结构，以及动态内存分配、垃圾回收等算法，都是内存管理的重要方面。
4. 《现代操作系统》- 这本书是操作系统领域的经典教材，全面介绍了操作系统的原理和实现方式，包括内存管理、文件系统、进程管理等方面的内容。
它不仅介绍了各种内存管理技术的原理，还通过实验和案例分析帮助读者加深理解。
这些书籍都是经典之作，对于深入理解内存管理有很好的帮助。
不过，需要注意的是，由于计算机科学技术的快速发展，一些新技术的出现可能会对现有的内存管理技术产生影响，因此读者需要关注最新的研究进展和技术动态。
与cache相关的书籍
与cache相关的书籍与cache相关的书籍有很多，涵盖了不同层面的知识和应用场景。
下面我将为大家介绍一些与cache相关的经典著作，希望能够对读者们深入了解cache的原理、设计和优化提供帮助。
1.《深入理解计算机系统》这本书是计算机领域的经典教材，其中的第二章“程序的机器级表示”涉及了cache的相关知识。
它详细介绍了计算机系统的层次结构，讲解了cache的作用、工作原理和设计方法，对于理解计算机系统的性能优化具有重要意义。
2.《计算机体系结构：量化研究方法》这本书是计算机体系结构领域的著名教材，其中的第二章“存储器层次结构”详细讲解了cache的结构和工作原理。
它介绍了不同级别的cache、替换算法、写策略等内容，对于理解cache的性能影响和优化方法非常有帮助。
3.《The Art of Computer Programming》这是计算机科学领域的经典著作，由高德纳（Donald E. Knuth）所著。
其中的第一卷“基本算法（Fundamental Algorithms）”的第三章“排序与搜索（Sorting and Searching）”一节涉及了cache 的优化。
它介绍了一些常见的cache-aware算法和数据结构，帮助读者设计高效的算法以减少cache访问的次数。
4.《Web缓存：高速缓存技术详解》这本书是专门介绍Web缓存的著作，作者是Duane Wessels。
它详细解释了Web缓存的原理和实现方法，包括代理缓存、CDN缓存等不同类型的缓存系统。
通过学习这本书，读者可以了解如何通过合理配置和使用缓存来提升Web应用的性能。
5.《缓存技术详解：提高应用性能和扩展性》这本书由麦克·布赖特（Michael Brigh）和拉尔夫·海普（Ralph Hodgson）合著，介绍了缓存技术的原理、设计和优化方法。
它涵盖了内存缓存、数据库缓存、分布式缓存等多个方面的内容，对于提升应用性能和扩展性非常有价值。
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Hunan University
Intel x86 Processors
Totally y dominate laptop/desktop/server p p/ p/ market Evolutionary o ut o a y design des g
Backwards compatible up until 8086, introduced in 1978 Added more features as time goes on
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Hunan University
Definitions
Architecture: ( (also instruction set architecture: ISA) ) The parts of a processor design that one needs to understand to write assembly code.
2004: Intel Announces EM64T extension to IA32
Extended Memory 64‐bit Technology Almost identical to x86‐64!
All but low‐end x86 processors support x86‐64
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Hunan University
More Information
Intel p processors ( (Wikipedia) p ) Intel microarchitectures
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Hunan University
x86 Clones: Advanced Micro Devices (AMD)
E Example l ISAs ISA (Intel): (I l) x86, 86 IA
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Hunan University
Assembly Programmer’s View
CPU PC Registers Condition Codes
Memory
Addresses Data I Instructions i Code Data Stack
But, lots of code still runs in 32‐bit mode
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Hunan University
Our Coverage
IA32
The traditional x86
x86‐64/EM64T
The emerging standard
Presentation
Code in files p1.c p2.c Compile with command: gcc –O1 p1.c p2.c -o p
Use basic optimizations (-O1) Put resulting binary in file p
text
C program (p1.c p2.c) Compiler p (g gcc -S)
1700‐3900
Four cores (our shark machines)
2013 1.4B 1900‐3700
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Hunan University
Intel x86 Processors: Overview
Architectures
AMD Stepped in with Evolutionary Solution
x86‐64 (now called “AMD64”) AMD64 )
Intel Felt Obligated to Focus on IA64
Hard to admit mistake or that AMD is better
386
1985
275K
16‐33
First 32 bit processor , referred to as IA32 Added “flat addressing”, Capable of running Unix
Pentium 4F
2004
125M
2800‐3800
First 64‐bit processor processor, referred to as x86‐64
X86‐16
Processors
8086 286
X86‐32/IA32
MMX SSE SSE2 SSE3
386 486 Pentium Pentium MMX Pentium III Pentium 4 Pentium 4E Pentium 4F Core 2 Duo Core i7
5
X86‐64 / EM64t
Core 2 2006 291M 1060‐3500 Core i7 Haswell
On‐chip GPU
First multi‐core Intel processor p
2008
731M
Byte addressable array Code and user data Stack to support procedures
Register file
Condition codes
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Turning g C into Object j Code
Add d Features Added F t
Instructions to support multimedia operations Instructions to enable more efficient conditional operations Transition from 32 bits to 64bits More cores
Book presents IA32 in Sections 3.1—3.12 Covers x86‐64 in 3.13 W will We ill cover b both th simultaneously i lt l Some labs will be based on x86‐64, others on IA32
Complex instruction set computer (CISC)
Many different instructions with many different formats
But, only small subset encountered with Linux programs Hard H d t to match t h performance f of f Reduced R d d Instruction I t ti Set S t Computers C t (RISC) But, Intel has done j just that! In terms of speed. Less so for low power.
Hunan University
程序的机器级表示 I: 基本
计算机组成与结构 第5-6讲，2015年3月
主讲教师 赵欢 hzhao@
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Hunan University
Today: Machine Programming I: Basics
History y of Intel processors p and architectures C, assembly, machine code Assembly Basics: asics: Registers, operands, move Intro to x86‐64
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Intel x86 Evolution: Milestones
Name 8086 Date 1978 Transistors 29K MHz 5‐10
First 16‐bit processor. Basis for IBM PC & DOS 1MB address space
Historically
AMD has followed just behind Intel A little bit slower, a lot cheaper
Then
Recruited top circuit designers from Digital Equipment Corp. and
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Hunan University
Today: Machine Programming I: Basics
History y of Intel processors p and architectures C, assembly, machine code Assembly Basics: asics: Registers, operands, move Intro to x86‐64
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Hunan University
Intel’s Intel s 64‐Bit
Intel Attempted Radical Shift from IA32 to IA64
Totally different architecture (Itanium) Executes IA32 code only as legacy Performance disappointing
Examples: instruction set specification, registers.
Microarchitecture: Implementation of the architecture.