內容簡介

　　《計算機係統基礎》主要介紹與計算機係統相關的核心概念，解釋這些概念如何相互關聯並最終影響程序執行的結果和性能。本書共分8章，主要內容包括數據的錶示和運算、程序的轉換及機器級錶示、程序的鏈接、程序的執行、存儲器層次結構、虛擬存儲器、異常控製流和I/O操作的實現等。本書內容詳盡，反映現實，概念清楚，通俗易懂，實例豐富，並提供大量典型習題供讀者練習。本書可以作為計算機專業本科或大專院校學生計算機係統方麵的基礎性教材，也可以作為有關專業研究生或計算機技術人員的參考書。

作者簡介

　　袁春風，南京大學計算機科學與技術係教授。主要研究領域為大數據計算與並行處理技術、Web信息檢索與文本挖掘技術、多媒體文檔處理等。在相關領域承擔科研項目30多項，發錶論文60多篇，在Web信息處理方麵獲專利近10項，兩次獲江蘇省科技進步二等奬，並獲江蘇省優秀軟件一等奬。主持的“計算機組成原理”和“計算機組成與係統結構”課程被遴選為國傢級精品課程、國傢級精品資源共享課、江蘇省精品課程、教育部-微軟精品課程；所負責的“計算機組成與係統結構”課程網站獲得江蘇省優秀多媒體課件特等奬；獨立編寫普通高等教育“十一五”國傢級規劃教材《計算機組成與係統結構》以及《計算機組成與係統結構習題解答與教學指導》，該教材被遴選為江蘇省精品教材；所承擔的課程群被遴選為江蘇省優秀課程群；所負責的“計算機係統專業課程體係”被遴選為2013年教育部-英特爾公司産學閤作專業綜閤改革項目；作為主要成員獲2013年江蘇省教學成果特等奬。

內頁插圖

精彩書評

　　計算機教學的改革是一項需要付齣艱苦努力的長期任務，“係統思維”能力的提高更是一件十分睏難的事。計算機的教材還需要與時俱進，不斷反映技術發展的最新成果。一本好的教材應能激發學生的好奇心和願意終身為伴的激情。願更多的學校參與“計算機係統”教學的改革，願這本教材在教學實踐中不斷完善，為我國培養從事係統級創新的計算機人纔做齣更大貢獻。
　　——中國工程院院士李國傑

目錄

叢書序言
序言
前言
第一部分　係統概述和可執行目標文件的生成
第1章　計算機係統概述
1.1　計算機的發展曆程
1.1.1　電子計算機的誕生
1.1.2　第一代計算機
1.1.3　第二代計算機
1.1.4　第三代計算機
1.1.5　第四代計算機
1.2　計算機係統的基本功能和基本組成
1.2.1　計算機係統的基本功能
1.2.2　計算機硬件
1.2.3　計算機軟件
1.3　程序開發與執行過程
1.3.1　從源程序到可執行程序
1.3.2　可執行文件的啓動和執行
1.3.3　程序中每條指令的執行
1.4　計算機係統的層次結構
1.4.1　計算機係統抽象層的轉換
1.4.2　計算機係統的不同用戶
1.5　計算機係統性能評價
1.5.1　計算機性能的定義
1.5.2　計算機性能的測試
1.5.3　用指令執行速度進行性能評估
1.5.4　用基準程序進行性能評估
1.6　本書的主要內容和組織結構
1.7　小結
習題
第2章　數據的機器級錶示與處理
2.1　數製和編碼
2.1.1　信息的二進製編碼
2.1.2　進位計數製
2.1.3　定點與浮點錶示
2.1.4　定點數的編碼錶示
2.2　整數的錶示
2.2.1　無符號整數和帶符號整數的錶示
2.2.2　C語言中的整數及其相互轉換
2.3　浮點數的錶示
2.3.1　浮點數的錶示範圍
2.3.2　浮點數的規格化
2.3.3　IEEE 754浮點數標準
2.3.4　C語言中的浮點數類型
2.4　十進製數的錶示
2.4.1　用ASCII碼字符錶示
2.4.2　用BCD碼錶示
2.5　非數值數據的編碼錶示
2.5.1　邏輯值
2.5.2　西文字符
2.5.3　漢字字符
2.6　數據的寬度和存儲
2.6.1　數據的寬度和單位
2.6.2　數據的存儲和排列順序
2.7　數據的基本運算
2.7.1　按位運算和邏輯運算
2.7.2　左移運算和右移運算
2.7.3　位擴展運算和位截斷運算
2.7.4　整數加減運算
2.7.5　整數乘除運算
2.7.6　常量的乘除運算
2.7.7　浮點數運算
2.8　小結
習題
第3章　程序的轉換及機器級錶示
3.1　程序轉換概述
3.1.1　機器指令及匯編指令
3.1.2　指令集體係結構
3.1.3　生成機器代碼的過程
3.2　IA-32指令係統概述
3.2.1　數據類型及其格式
3.2.2　寄存器組織和尋址方式
3.3　IA-32常用指令類型及其操作
3.3.1　傳送指令
3.3.2　定點算術運算指令
3.3.3　按位運算指令
3.3.4　控製轉移指令
3.3.5　x87浮點處理指令
3.3.6　MMX/SSE指令集
3.4　C語言程序的機器級錶示
3.4.1　過程調用的機器級錶示
3.4.2　選擇語句的機器級錶示
3.4.3　循環結構的機器級錶示
3.5　復雜數據類型的分配和訪問
3.5.1　數組的分配和訪問
3.5.2　結構體數據的分配和訪問
3.5.3　聯閤體數據的分配和訪問
3.5.4　數據的對齊
3.6　越界訪問和緩衝區溢齣
3.6.1　緩衝區溢齣攻擊
3.6.2　緩衝區溢齣攻擊的防範
3.7　兼容IA-32的64位係統
3.7.1　x86-64的發展簡史
3.7.2　x86-64的基本特點
3.7.3　x86-64的基本指令和對齊
3.8　小結
習題
第4章　程序的鏈接
4.1　編譯、匯編和靜態鏈接
4.1.1　編譯和匯編
4.1.2　可執行目標文件的生成
4.2　目標文件格式
4.2.1　ELF目標文件格式
4.2.2　可重定位目標文件格式
4.2.3　可執行目標文件格式
4.3　符號錶和符號解析
4.3.1　符號和符號錶
4.3.2　符號解析
4.3.3　與靜態庫的鏈接
4.4　重定位
4.4.1　重定位信息
4.4.2　重定位過程
4.5　可執行文件的加載
4.6　動態鏈接
4.6.1　動態鏈接的特性
4.6.2　程序加載時的動態鏈接
4.6.3　程序運行時的動態鏈接
4.7　小結
習題
第二部分　可執行目標文件的運行
第5章　程序的執行
5.1　程序執行概述
5.1.1　程序及指令的執行過程
5.1.2　CPU的基本功能和組成
5.1.3　打斷程序正常執行的事件
5.2　數據通路基本結構和工作原理
5.2.1　數據通路基本結構
5.2.2　數據通路的時序控製
5.2.3　數據通路基本工作原理
5.3　流水綫方式下指令的執行
5.3.1　指令流水綫的基本原理
5.3.2　適閤流水綫的指令集特徵
5.3.3　CISC和RISC風格指令集
5.3.4　指令流水綫的實現
5.3.5　高級流水綫實現技術
5.4　小結
習題
第6章　層次結構存儲係統
6.1　存儲器概述
6.1.1　存儲器的分類
6.1.2　主存儲器的組成和基本操作
6.1.3　存儲器的主要性能指標
6.1.4　各類存儲元件的特點
6.1.5　存儲器的層次結構
6.2　主存與CPU的連接及其讀寫操作
6.2.1　主存模塊的連接和讀寫操作
6.2.2　"裝入"指令和"存儲"指令操作過程
6.3　磁盤存儲器
6.3.1　磁盤存儲器的結構
6.3.2　磁盤存儲器的性能指標
6.3.3　磁盤存儲器的連接
6.3.4　固態硬盤
6.4　高速緩衝存儲器
6.4.1　程序訪問的局部性
6.4.2　cache的基本工作原理
6.4.3　cache行和主存塊的映射
6.4.4　cache中主存塊的替換算法
6.4.5　cache一緻性問題
6.4.6　影響cache性能的因素
6.4.7　IA-32的cache結構舉例
6.4.8　cache和程序性能
6.5　虛擬存儲器
6.5.1　虛擬存儲器的基本概念
6.5.2　虛擬地址空間
6.5.3　虛擬存儲器的實現
6.5.4　存儲保護
*6.6　IA-32/Linux中的地址轉換
6.6.1　邏輯地址到綫性地址的轉換
6.6.2　綫性地址到物理地址的轉換
6.7　小結
習題
第7章　異常控製流
7.1　進程與進程的上下文切換
7.1.1　程序和進程的概念
7.1.2　進程的邏輯控製流
7.1.3　進程的上下文切換
7.1.4　進程的私有地址空間
7.1.5　程序的加載和運行
7.2　異常和中斷
7.2.1　基本概念
7.2.2　異常的分類
7.2.3　中斷的分類
7.2.4　異常和中斷的響應過程
7.2.5　IA-32的中斷嚮量錶
7.2.6　IA-32的中斷描述符錶
7.2.7　IA-32中異常和中斷的處理
7.2.8　Linux對異常和中斷的處理
7.2.9　IA-32/Linux的係統調用
7.3　小結
習題
第8章　I/O操作的實現
8.1　I/O子係統概述
8.2　用戶空間I/O軟件
8.2.1　用戶程序中的I/O函數
8.2.2　文件的基本概念
8.2.3　係統級I/O函數
8.2.4　C標準I/O庫函數
8.2.5　用戶程序中的I/O請求
8.3　I/O硬件與軟件的接口
8.3.1　I/O設備
8.3.2　設備控製器
8.3.3　I/O端口及其編址
8.3.4　I/O控製方式
8.4　內核空間I/O軟件
8.4.1　與設備無關的I/O軟件
8.4.2　設備驅動程序
8.4.3　中斷服務程序
8.5　小結
習題
附錄A　數字邏輯電路基礎
附錄B　gcc的常用命令行選項
附錄C　GDB的常用命令
參考文獻

前言/序言

一直想係統學習計算機基礎，這本書看瞭前兩章，感覺還不錯，能看得懂一部分

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