深入理解计算机系统原书第三版 andal E.Bryant / David O'Hallaron著

书籍推荐 · 发表于 2019-5-25 10:10:47

和第2版相比，本版内容上*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。

第1章　计算机系统漫游1
1.1　信息就是位+上下文1
1.2　程序被其他程序翻译成不同的格式3
1.3　了解编译系统如何工作是大有益处的4
1.4　处理器读并解释储存在内存中的指令5
1.4.1　系统的硬件组成5
1.4.2　运行hello程序7
1.5　高速缓存至关重要9
1.6　存储设备形成层次结构9
1.7　操作系统管理硬件10
1.7.1　进程11
1.7.2　线程12
1.7.3　虚拟内存12
1.7.4　文件14
1.8　系统之间利用网络通信14
1.9　重要主题16
1.9.1　Amdahl定律16
1.9.2　并发和并行17
1.9.3　计算机系统中抽象的重要性19
1.10　小结20
参考文献说明20
练习题答案20
第一部分
程序结构和执行
第2章　信息的表示和处理22
2.1　信息存储24
2.1.1　十六进制表示法25
2.1.2　字数据大小27
2.1.3　寻址和字节顺序29
2.1.4　表示字符串34
2.1.5　表示代码34
2.1.6　布尔代数简介35
2.1.7　C语言中的位级运算37
2.1.8　C语言中的逻辑运算39
2.1.9　C语言中的移位运算40
2.2　整数表示41
2.2.1　整型数据类型42
2.2.2　无符号数的编码43
2.2.3　补码编码44
2.2.4　有符号数和无符号数之间的转换49
2.2.5　C语言中的有符号数与无符号数52
2.2.6　扩展一个数字的位表示54
2.2.7　截断数字56
2.2.8　关于有符号数与无符号数的建议58
2.3　整数运算60
2.3.1　无符号加法60
2.3.2　补码加法62
2.3.3　补码的非66
2.3.4　无符号乘法67
2.3.5　补码乘法67
2.3.6　乘以常数70
2.3.7　除以2的幂71
2.3.8　关于整数运算的最后思考74
2.4　浮点数75
2.4.1　二进制小数76
2.4.2　IEEE浮点表示78
2.4.3　数字示例79
2.4.4　舍入83
2.4.5　浮点运算85
2.4.6　C语言中的浮点数86
2.5　小结87
参考文献说明88
家庭作业88
练习题答案97
第3章　程序的机器级表示109
3.1　历史观点110
3.2　程序编码113
3.2.1　机器级代码113
3.2.2　代码示例114
3.2.3　关于格式的注解117
3.3　数据格式119
3.4　访问信息119
3.4.1　操作数指示符121
3.4.2　数据传送指令122
3.4.3　数据传送示例125
3.4.4　压入和弹出栈数据127
3.5　算术和逻辑操作128
3.5.1　加载有效地址129
3.5.2　一元和二元操作130
3.5.3　移位操作131
3.5.4　讨论131
3.5.5　特殊的算术操作133
3.6　控制135
3.6.1　条件码135
3.6.2　访问条件码136
3.6.3　跳转指令138
3.6.4　跳转指令的编码139
3.6.5　用条件控制来实现条件分支…141
3.6.6　用条件传送来实现条件分支…145
3.6.7　循环149
3.6.8　switch语句159
3.7　过程164
3.7.1　运行时栈164
3.7.2　转移控制165
3.7.3　数据传送168
3.7.4　栈上的局部存储170
3.7.5　寄存器中的局部存储空间172
3.7.6　递归过程174
3.8　数组分配和访问176
3.8.1　基本原则176
3.8.2　指针运算177
3.8.3　嵌套的数组178
3.8.4　定长数组179
3.8.5　变长数组181
3.9　异质的数据结构183
3.9.1　结构183
3.9.2　联合186
3.9.3　数据对齐189
3.10　在机器级程序中将控制与数据结合起来192
3.10.1　理解指针192
3.10.2　应用：使用GDB调试器193
3.10.3　内存越界引用和缓冲区溢出194
3.10.4　对抗缓冲区溢出攻击198
3.10.5　支持变长栈帧201
3.11　浮点代码204
3.11.1　浮点传送和转换操作205
3.11.2　过程中的浮点代码209
3.11.3　浮点运算操作210
3.11.4　定义和使用浮点常数212
3.11.5　在浮点代码中使用位级操作212
3.11.6　浮点比较操作213
3.11.7　对浮点代码的观察结论215
3.12　小结216
参考文献说明216
家庭作业216
练习题答案226
第4章　处理器体系结构243
4.1　Y86-64指令集体系结构245
4.1.1　程序员可见的状态245
4.1.2　Y86-64指令245
4.1.3　指令编码246
4.1.4　Y86-64异常250
4.1.5　Y86-64程序251
4.1.6　一些Y86-64指令的详情255
4.2　逻辑设计和硬件控制语言HCL256
4.2.1　逻辑门257
4.2.2　组合电路和HCL布尔表达式257
4.2.3　字级的组合电路和HCL整数表达式258
4.2.4　集合关系261
4.2.5　存储器和时钟262
4.3　Y86-64的顺序实现264
4.3.1　将处理组织成阶段264
4.3.2　SEQ硬件结构272
4.3.3　SEQ的时序274
4.3.4　SEQ阶段的实现277
4.4　流水线的通用原理282
4.4.1　计算流水线282
4.4.2　流水线操作的详细说明284
4.4.3　流水线的局限性284
4.4.4　带反馈的流水线系统287
4.5　Y86-64的流水线实现288
4.5.1　SEQ+：重新安排计算阶段288