計算機系統基礎 第2版簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

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內容簡(jiǎn)介:本書(shū)主要介紹與計算機系統相關(guān)的核心概念，解釋這些概念如何相互關(guān)聯(lián)并終影響程序執行的結果和性能。本書(shū)共分8章，主要內容包括數據的表示和運算、程序的轉換及機器級表示、程序的鏈接、程序的執行、存儲器層次結構、虛擬存儲器、異?？刂屏骱虸/O操作的實(shí)現等。本書(shū)將計算機系統每個(gè)抽象層涉及的重要概念通過(guò)程序的開(kāi)發(fā)和運行串聯(lián)起來(lái)，內容詳盡，反映現實(shí)，概念清楚，通俗易懂，實(shí)例豐富，并提供大量典型習題以供讀者練習。本書(shū)可以作為計算機專(zhuān)業(yè)本科或大專(zhuān)院校學(xué)生計算機系統方面的基礎性教材，也可以作為有關(guān)專(zhuān)業(yè)研究生或計算機技術(shù)人員的參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介:袁春風(fēng) 南京大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)系教授。主要研究領(lǐng)域為大數據計算與并行處理技術(shù)、Web信息檢索與文本挖掘技術(shù)等。在相關(guān)領(lǐng)域承擔科研項目近40項，發(fā)表論文近70篇，兩次獲江蘇省科技進(jìn)步二等獎，并獲江蘇省軟件一等獎。主持的“計算機組成原理”和“計算機組成與系統結構”課程被遴選為精品課程、精品資源共享課、江蘇省精品課程；主編的《計算機組成與系統結構》以及《計算機組成與系統結構習題解答與教學(xué)指導》獲“十二五”普通高等教育規劃教材和江蘇省精品教材；作為主要成員獲2013年江蘇省教學(xué)成果特等獎和2014年國家教學(xué)成果二等獎?！坝嬎銠C系統基礎（一）：程序的表示、轉換與鏈接”獲國家精品在線(xiàn)開(kāi)放課程，“計算機組成與系統結構”課程網(wǎng)站獲江蘇省多媒體課件特等獎。

目錄:CONTENTS
目　　錄
叢書(shū)序言
序　　言
前　　言
第一部分　系統概述和可執行目標文件的生成
第1章　計算機系統概述2
　1.1　計算機基本工作原理2
　　　1.1.1　馮·諾依曼結構基本思想2
　　　1.1.2　馮·諾依曼機基本結構3
　　　1.1.3　程序和指令的執行過(guò)程4
　1.2　程序的開(kāi)發(fā)與運行7
　　　1.2.1　程序設計語(yǔ)言和翻譯程序7
　　　1.2.2　從源程序到可執行文件9
　　　1.2.3　可執行文件的啟動(dòng)和執行10
　1.3　計算機系統的層次結構12
　　　1.3.1　計算機系統抽象層的轉換12
　　　1.3.2　計算機系統核心層之間的關(guān)聯(lián)14
　　　1.3.3　計算機系統的不同用戶(hù)16
　1.4　計算機系統性能評價(jià)18
　　　1.4.1　計算機性能的定義19
　　　1.4.2　計算機性能的測試19
　　　1.4.3　用指令執行速度進(jìn)行性能評估21
　　　1.4.4　用基準程序進(jìn)行性能評估22
　　　1.4.5　Amdahl定律23
　1.5　本書(shū)的主要內容和組織結構24
　1.6　小結27
　習題27
第2章　數據的機器級表示與處理30
　2.1　數制和編碼30
　　　2.1.1　信息的二進(jìn)制編碼30
　　　2.1.2　進(jìn)位計數制32
　　　2.1.3　定點(diǎn)與浮點(diǎn)表示36
　　　2.1.4　定點(diǎn)數的編碼表示36
　2.2　整數的表示41
　　　2.2.1　無(wú)符號整數和帶符號整數的表示41
　　　2.2.2　C語(yǔ)言中的整數及其相互轉換42
　2.3　浮點(diǎn)數的表示44
　　　2.3.1　浮點(diǎn)數的表示范圍44
　　　2.3.2　浮點(diǎn)數的規格化45
　　　2.3.3　IEEE 754浮點(diǎn)數標準45
　　　2.3.4　C語(yǔ)言中的浮點(diǎn)數類(lèi)型49
　2.4　十進(jìn)制數的表示51
　　　2.4.1　用ASCII碼字符表示51
　　　2.4.2　用BCD碼表示51
　2.5　非數值數據的編碼表示52
　　　2.5.1　邏輯值52
　　　2.5.2　西文字符52
　　　2.5.3　漢字字符53
　2.6　數據的寬度和存儲55
　　　2.6.1　數據的寬度和單位55
　　　2.6.2　數據的存儲和排列順序57
　2.7　數據的基本運算61
　　　2.7.1　按位運算和邏輯運算61
　　　2.7.2　左移運算和右移運算61
　　　2.7.3　位擴展運算和位截斷運算63
　　　2.7.4　整數加減運算64
　　　2.7.5　整數乘除運算68
　　　2.7.6　常量的乘除運算71
　　　2.7.7　浮點(diǎn)數運算72
　2.8　小結78
　習題79
第3章　程序的轉換及機器級表示87
　3.1　程序轉換概述87
　　　3.1.1　機器指令及匯編指令88
　　　3.1.2　指令集體系結構89
　　　3.1.3　生成機器代碼的過(guò)程89
　3.2　IA-32指令系統概述94
　　　3.2.1　數據類(lèi)型及其格式95
　　　3.2.2　寄存器組織和尋址方式96
　　　3.2.3　機器指令格式101
　3.3　IA-32常用指令類(lèi)型及其操作103
　　　3.3.1　傳送指令103
　　　3.3.2　定點(diǎn)算術(shù)運算指令106
　　　3.3.3　按位運算指令109
　　　3.3.4　控制轉移指令110
　　　3.3.5　x87浮點(diǎn)處理指令115
　　　3.3.6　MMX/SSE指令集116
　3.4　C語(yǔ)言程序的機器級表示118
　　　3.4.1　過(guò)程調用的機器級表示118
　　　3.4.2　選擇語(yǔ)句的機器級表示132
　　　3.4.3　循環(huán)結構的機器級表示136
　3.5　復雜數據類(lèi)型的分配和訪(fǎng)問(wèn)139
　　　3.5.1　數組的分配和訪(fǎng)問(wèn)139
　　　3.5.2　結構體數據的分配和訪(fǎng)問(wèn)144
　　　3.5.3　聯(lián)合體數據的分配和訪(fǎng)問(wèn)146
　　　3.5.4　數據的對齊148
　3.6　越界訪(fǎng)問(wèn)和緩沖區溢出151
　　　3.6.1　緩沖區溢出151
　　　3.6.2　緩沖區溢出攻擊153
　　　3.6.3　緩沖區溢出攻擊的防范155
　3.7　兼容IA-32的64位系統158
　　　3.7.1　x86-64的發(fā)展簡(jiǎn)史158
　　　3.7.2　x86-64的基本特點(diǎn)159
　　　3.7.3　x86-64的基本指令和對齊159
　　　3.7.4　x86-64的過(guò)程調用161
　　　3.7.5　x86-64的浮點(diǎn)操作與SIMD指令165
　3.8　小結166
　習題167
第4章　程序的鏈接182
　4.1　編譯、匯編和靜態(tài)鏈接182
　　　4.1.1　編譯和匯編182
　　　4.1.2　可執行目標文件的生成184
　4.2　目標文件格式186
　　　4.2.1　ELF目標文件格式186
　　　4.2.2　可重定位目標文件格式187
　　　4.2.3　可執行目標文件格式190
　　　4.2.4　可執行文件的存儲器映像192
　4.3　符號表和符號解析193
　　　4.3.1　符號和符號表193
　　　4.3.2　符號解析196
　　　4.3.3　與靜態(tài)庫的鏈接199
　4.4　重定位201
　　　4.4.1　重定位信息202
　　　4.4.2　重定位過(guò)程202
　4.5　動(dòng)態(tài)鏈接206
　　　4.5.1　動(dòng)態(tài)鏈接的特性207
　　　4.5.2　程序加載時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接207
　　　4.5.3　程序運行時(shí)的動(dòng)態(tài)鏈接209
　　　4.5.4　位置無(wú)關(guān)代碼210
　4.6　小結214
　習題215
第二部分　可執行目標文件的運行
第5章　程序的執行222
　5.1　程序執行概述222
　　　5.1.1　程序及指令的執行過(guò)程222
　　　5.1.2　CPU的基本功能和組成224
　　　5.1.3　打斷程序正常執行的事件226
　5.2　數據通路基本結構和工作原理227
　　　5.2.1　數據通路基本結構227
　　　5.2.2　數據通路的時(shí)序控制229
　　　5.2.3　總線(xiàn)式數據通路230
　　　5.2.4　單周期數據通路235
　5.3　流水線(xiàn)方式下指令的執行238
　　　5.3.1