了得網研究生_計算機繫統：基於x86+Linux平臺袁春風朱光輝餘子濠

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計算機繫統：基於x86+Linux平臺袁春風朱光輝餘子濠
該商品所屬分類：研究生 -> 理學
【市場價】	440-638元
【優惠價】	275-399元
【作者】	袁春風
【所屬類別】	圖書教材研究生/本科/專科教材理學
【出版社】	機械工業出版社
【ISBN】	9787111738824
【折扣說明】	一次購物滿999元台幣免運費+贈品一次購物滿2000元台幣95折+免運費+贈品一次購物滿3000元台幣92折+免運費+贈品一次購物滿4000元台幣88折+免運費+贈品
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內容介紹

開本：16開

紙張：膠版紙

包裝：平裝-膠訂

是否套裝：否

國際標準書號ISBN：9787111738824

作者：袁春風

出版社：機械工業出版社

出版時間：2024年05月

編輯推薦

本書從程序員視角出發，基於單處理器計算機繫統各抽像層之間的關聯關繫，以可執行文件的生成和加載、進程的正常執行和異常/中斷處理、應用程序中I/O操作的底層實現機制、硬件與操作繫統之間的協同關繫、程序的調試和性能優化、網絡編程、多線程並發編程為主要內容，重點構建高級語言程序和指令集體繫結構、編譯器、彙編器、鏈接器、操作繫統、底層微架構等位於計算機繫統各抽像層之間的繫統級關聯知識體繫。本書共12章，主要包括數據的表示和運算、程序的轉換及機器級表示、程序的鏈接和加載執行、存儲器層次結構、虛擬存儲器、進程控制和異常控制流、I/O操作的實現、程序性能的優化、網絡編程和並發編程等內容。

內容簡介

本書主要介紹與計算機繫統相關的核心概念，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12章，主要包括數據的機器級表示和處理、程序的轉換及機器級表示、程序的鏈接和加載執行、存儲器層次結構、虛擬存儲器、進程和異常控制流、I/O操作的實現、程序性能的優化、網絡編程以及並發編程等內容。本書內容詳盡，概念清楚，通俗易懂，實例豐富，並提供大量典型習題以供讀者練習，可以作為計算機專業本科或大專院校學生計算機繫統方面的基礎性教材，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

作者簡介
袁春風南京大學計算機科學與技術繫教授，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等。在相關領域承擔科研項目50多項，先後承擔多項產學合作協同育人項目，發表科研論文近100篇，兩次獲江蘇省科技進步二等獎，並獲江蘇省優秀軟件一等獎。

先後主持國家級精品課程、國家級精品資源共享課“計算機組成原理”，主持江蘇省精品課程“計算機組成與繫統結構”；主編普通高等教育國家級規劃教材《計算機組成與繫統結構》，主編江蘇省重點建設教材《計算機繫統基礎》和《計算機組成與設計》；發表教學論文20多篇。先後獲2013年江蘇省教學成果特等獎，2014年國家教學成果二等獎，2017年江蘇省教學成果二等獎。“計算機繫統基礎（一）”和“計算機繫統基礎（二）”分別獲2017年和2018年國家級精品在線開放課程，“計算機組成與繫統結構”課程網站獲江蘇省優秀多媒體課件特等獎，所承擔的“計算機繫統”課程群被遴選為江蘇省優秀課程群。作者簡介
袁春風南京大學計算機科學與技術繫教授，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等。在相關領域承擔科研項目50多項，先後承擔多項產學合作協同育人項目，發表科研論文近100篇，兩次獲江蘇省科技進步二等獎，並獲江蘇省優秀軟件一等獎。

先後主持國家級精品課程、國家級精品資源共享課“計算機組成原理”，主持江蘇省精品課程“計算機組成與繫統結構”；主編普通高等教育國家級規劃教材《計算機組成與繫統結構》，主編江蘇省重點建設教材《計算機繫統基礎》和《計算機組成與設計》；發表教學論文20多篇。先後獲2013年江蘇省教學成果特等獎，2014年國家教學成果二等獎，2017年江蘇省教學成果二等獎。“計算機繫統基礎（一）”和“計算機繫統基礎（二）”分別獲2017年和2018年國家級精品在線開放課程，“計算機組成與繫統結構”課程網站獲江蘇省優秀多媒體課件特等獎，所承擔的“計算機繫統”課程群被遴選為江蘇省優秀課程群。
朱光輝博士，南京大學計算機科學與技術繫助理研究員，江蘇省計算機學會優博，江蘇省“雙創博士”，華為“難題揭榜火花獎”獲得者，-華為“智能基座”先鋒教師，-華為“智能基座”產教融合協同育人基地優秀課件獎勵計劃獲得者，南京大學“師“師風”先進團隊核心成員。長期從事“計算機繫統基礎”“大數據處理綜合實驗”以及《智能計算繫統》等繫統類課程的教學工作。研究方向為大數據與智能計算，已在國內外著名會議/期刊發表高水平論文20餘篇，主持國家自然科學基金青年項目、江蘇省自然科學基金項目、江蘇省科技廳重點研發計劃課題、產學合作協同育人項目以及企業橫向合作項目多項，研究成果在國際人工智能自動化AI建模大賽中，9次榮獲國際大獎，6次獲得前三名，並榮獲第五屆中國“互聯網+”大學生創新創業大賽全國金獎，相關技術已落地應用於華為、奇虎360等IT企業。

餘子濠中國科學院計算技術研究所博士生，2014年本科畢業於南京大學計算機科學與技術繫。主要研究方向為數據中心雲計算架構與QoS保障、開源硬件敏捷開發和動態二進制翻譯等，創新性地提出、設計並實現了“標簽化RISC-V”原型繫統。參與編寫《計算機繫統基礎》和《計算機組成與設計》教材，獨立設計了教學版全繫統模擬器NEMU和“計算機繫統基礎”課程實驗PA，並獲全國計算機實驗教學案例設計競賽一等獎。

目錄
出版說明
前言
第1章計算機繫統概述1
1.1計算機繫統的基本工作原理1
1.1.1馮·諾依曼結構的基本思想1
1.1.2馮·諾依曼機的基本結構2
1.1.3程序和指令的執行過程3
1.2程序的開發與運行6
1.2.1程序設計語言和翻譯程序6
1.2.2從源程序到可執行文件8
1.2.3可執行文件的啟動和執行9
1.3計算機繫統的層次結構11
1.3.1計算機繫統抽像層的轉換11目錄
出版說明
前言
第1章計算機繫統概述1
1.1計算機繫統的基本工作原理1
1.1.1馮·諾依曼結構的基本思想1
1.1.2馮·諾依曼機的基本結構2
1.1.3程序和指令的執行過程3
1.2程序的開發與運行6
1.2.1程序設計語言和翻譯程序6
1.2.2從源程序到可執行文件8
1.2.3可執行文件的啟動和執行9
1.3計算機繫統的層次結構11
1.3.1計算機繫統抽像層的轉換11
1.3.2計算機繫統核心層之間的關聯12
1.3.3計算機繫統的不同用戶14
1.4本章小結17
習題17
第2章數據的機器級表示與處理19
2.1數制和編碼19
2.1.1信息的二進制編碼19
2.1.2進位計數制21
2.1.3定點數與浮點數24
2.1.4定點數的編碼表示25
2.2整數的表示29
2.2.1無符號整數和帶符號整數29
2.2.2C語言中的整數及其相互轉換30
2.3浮點數的表示32
2.3.1浮點數的表示範圍32
2.3.2浮點數的規格化33
2.3.3IEEE 754浮點數標準33
2.3.4C語言中的浮點數類型37
2.4非數值數據的編碼表示38
2.4.1邏輯值38
2.4.2西文字符39
2.4.3漢字字符40
2.5數據的寬度和存儲41
2.5.1數據的寬度和單位41
2.5.2數據的存儲和排列順序43
2.6數據的基本運算47
2.6.1按位運算和邏輯運算47
2.6.2左移和右移運算47
2.6.3位擴展和位截斷運算48
2.6.4整數加減運算49
2.6.5整數乘除運算53
2.6.6常量的乘除運算56
2.6.7浮點數運算57
2.7本章小結63
習題63
第3章程序轉換與指令繫統72
3.1程序轉換概述72
3.1.1機器指令和彙編指令72
3.1.2指令集體繫結構概述73
3.1.3指令繫統設計風格75
3.1.4機器代碼的生成過程77
3.2IA-32/x86-64指令繫統82
3.2.1操作數類型83
3.2.2寄存器組織85
3.2.3尋址方式89
3.2.4機器指令格式92
3.3IA-32/x86-64常用指令類型及操作95
3.3.1傳送指令95
3.3.2定點算術運算指令99
3.3.3按位運算指令103
3.3.4程序執行流控制指令105
*3.3.5x87浮點處理指令110
*3.3.6MMX/SSE/AVX指令113
*3.3.7x86-64中的浮點處理指令115
3.4本章小結118
習題118
第4章程序的機器級表示122
4.1過程調用的機器級表示122
4.1.1IA-32的過程調用約定122
4.1.2變量的作用域和生存期125
4.1.3按值傳遞參數和按地址傳遞參數127
4.1.4遞歸過程調用132
4.1.5非靜態局部變量的存儲分配133
4.1.6x86-64的過程調用136
*4.1.7x86-64過程的浮點參數傳遞142
4.2流程控制語句的機器級表示143
4.2.1選擇語句的機器級表示143
4.2.2循環語句的機器級表示147
4.3復雜數據類型的分配和訪問150
4.3.1數組的分配和訪問150
4.3.2結構體數據的分配和訪問155
4.3.3聯合體數據的分配和訪問158
4.3.4數據的對齊160
4.4越界訪問和緩衝區溢出163
4.4.1數組的越界訪問163
4.4.2緩衝區溢出攻擊165
4.4.3對緩衝區溢出攻擊的防範167
4.5本章小結170
習題171
第5章程序的鏈接與加載執行184
5.1編譯、彙編和靜態鏈接184
5.1.1編譯和彙編184
5.1.2可執行文件的生成185
5.2目標文件格式187
5.2.1ELF目標文件格式188
5.2.2可重定位文件格式189
5.2.3可執行文件格式192
5.2.4可執行文件的存儲器映像194
5.3符號表和符號解析195
5.3.1符號和符號表195
5.3.2符號解析199
5.3.3與靜態庫的鏈接202
5.4重定位204
5.4.1重定位信息205
5.4.2重定位過程206
*5.5動態鏈接209
*5.5.1動態鏈接的特性210
*5.5.2程序加載時的動態鏈接210
*5.5.3程序運行時的動態鏈接212
*5.5.4位置無關代碼213
*5.6庫打樁機制218
*5.6.1編譯時打樁218
*5.6.2鏈接時打樁219
*5.6.3運行時打樁220
5.7可執行文件的加載和執行222
5.7.1可執行文件的加載222
5.7.2程序和指令的執行過程223
5.7.3CPU的基本功能和基本組成225
5.7.4打斷程序正常執行的事件226
5.8本章小結227
習題228
第6章存儲器層次結構233
6.1存儲器概述233
6.1.1存儲器的分類233
6.1.2主存儲器的

前言

前言
隨著基於大數據處理的人工智能時代的到來，原先基於PC構建的專業教學內容已經遠遠不能反映現代社會對計算機專業人纔的培養要求。原先計算機專業人纔培養強調“程序”設計，而現在更強調“繫統”設計。這就需要我們重新規劃教學課程體繫，調整教學理念和教學內容，加強學生的計算機繫統能力培養，使學生能夠深刻理解計算機繫統的整體概念，更好地掌握軟/硬件協同設計和程序設計技術，從而培養出更多滿足業界需求的各類計算機專業人纔。不管培養計算機繫統哪個層面的技術人纔，計算機專業教育都要重視學生“繫統觀”的培養。
本書是為加強計算機類專業學生的“繫統觀”而提供的一本用於計算機繫統基礎類課程教學的教材。
1. 本書的寫作思路和內容組織前言
隨著基於大數據處理的人工智能時代的到來，原先基於PC構建的專業教學內容已經遠遠不能反映現代社會對計算機專業人纔的培養要求。原先計算機專業人纔培養強調“程序”設計，而現在更強調“繫統”設計。這就需要我們重新規劃教學課程體繫，調整教學理念和教學內容，加強學生的計算機繫統能力培養，使學生能夠深刻理解計算機繫統的整體概念，更好地掌握軟/硬件協同設計和程序設計技術，從而培養出更多滿足業界需求的各類計算機專業人纔。不管培養計算機繫統哪個層面的技術人纔，計算機專業教育都要重視學生“繫統觀”的培養。
本書是為加強計算機類專業學生的“繫統觀”而提供的一本用於計算機繫統基礎類課程教學的教材。
1. 本書的寫作思路和內容組織
本書從程序員視角出發，以高級語言程序的開發和運行過程為主線，將該過程中每個環節涉及的硬件和軟件基本概念關聯起來，試圖建立一個完整的計算機繫統層次結構框架，使讀者了解計算機繫統全貌和相關知識體繫，初步理解計算機繫統中的每一個抽像層及其相互轉換關繫，理解高級語言程序、指令集體繫結構、操作繫統、編譯器、鏈接器等之間的相互關聯，對指令在硬件上的執行過程和指令的底層硬件執行機制有一定的認識和理解，從而在程序的調試、性能優化、移植和健壯性保證等方面提升能力，並為後續 “計算機組成原理”“操作繫統”“編譯技術”“計算機體繫結構”等課程的學習打下堅實基礎。
本書的具體內容包括程序中處理的數據在機器中的表示和運算、程序中各類控制語句對應的機器級代碼的結構、可執行目標代碼的鏈接生成、可執行目標代碼中的指令序列在機器上的執行過程、存儲訪問過程、打斷程序正常執行的機制以及程序中的I/O操作功能如何通過請求操作繫統內核提供的繫統調用服務來完成等。
雖然構建計算機繫統的各類硬件和軟件千差萬別，但計算機繫統的構建原理以及在計算機繫統上的程序轉換和執行機理是相通的，因而，本書主要介紹一種特定計算機繫統平臺下的相關內容。本書所用的平臺為IA-32/x86-64+Linux+GCC+C語言。
本書以高級語言程序為出發點來組織內容，按照“自頂向下”的方式，以高級語言程
序→彙編語言程序→機器指令序列→控制信號的順序，展現程序從編程設計、編譯轉換、鏈接到最終運行的整個過程。對於存儲訪問機制和異常控制流這兩部分內容，本書在介紹基本原理的基礎上，還簡要介紹了IA-32/x86-64+Linux繫統的具體實現（書中帶*的章節）。若將本書用作教材，則這部分可以不作為課堂教學內容，而作為學生的自學材料。
本書共有12章，從邏輯上分為四部分。第1章作為導引，基於一個簡單模型機簡要介紹計算機繫統；第2～5章為第一部分—可執行文件的生成和加載執行，主要圍繞程序的編譯、彙編、鏈接、加載和執行進行介紹，包括信息的表示和運算、指令繫統和程序的機器級表示等；第6、7章為第二部分—程序的存儲訪問，主要介紹存儲層次結構和訪存局部性、主存儲器、外部存儲器、cache、虛擬存儲機制等；第8、9章為第三部分—硬件與操作繫統之間的協同機制，主要介紹進程的上下文切換、進程控制、異常和中斷處理、程序中I/O操作的底層實現機制，並通過綜述hello程序的加載執行過程對繫統各層次的關聯內容進行歸納總結；第10~12章為第四部分—計算機繫統性能優化，介紹程序性能優化方法、網絡編程和多線程並發編程技術，以幫助讀者理解從單處理器計算機繫統到並行處理繫統的自然過渡。
本書各章的主要內容說明如下。
第1章計算機繫統概述：主要介紹計算機繫統的基本工作原理、程序的開發與運行過程、計算機繫統的層次結構。
第2章數據的機器級表示與處理：主要介紹各類數據在計算機中的表示與運算。計算機中的算術運算與現實中的算術運算有所區別，例如，一個整數的平方可能為負數、兩個正整數的乘積可能比乘數小、進行浮點數運算時可能不滿足結合律。計算機算術運算的這些特性使得有些程序會產生令人意想不到的結果，甚至造成安全漏洞，許多程序員為此感到困惑和苦惱。本章將從數據的機器級表示及其基本運算電路層面來解釋計算機算術運算的本質特性，使程序員能夠清楚地理解由計算機算術的局限性造成的異常程序行為。
第3章程序轉換與指令繫統：計算機硬件隻能理解機器語言程序，機器語言標準規範是位於軟件和硬件之間的指令集體繫結構，即指令繫統。本章主要介紹高級語言程序轉換為機器代碼的過程以及指令繫統相關的基本內容，包括指令中的操作數類型、尋址方式、IA-32和x86-64指令集體繫結構及其常用指令。
第4章程序的機器級表示：主要介紹C語言程序中的過程調用和控制語句（如選擇、循環等結構語句）以及各類數據結構（如數組、指針、結構體、聯合素的訪問所對應的機器級代碼。高級語言程序員使用高度抽像的過程調用、控制語句和數據結構等來實現算法，因而無法了解程序在計算機中執行的細節，無法真正理解程序設計中的許多抽像概念，也就很難解釋清楚某些程序的行為和執行結果。本章從機器級彙編指令層面來解釋程序的行為，因而程序員能對程序執行結果進行較為清楚的說明。通過學習本章，讀者將會明白以下一些問題：過程調用時按值傳遞參數和按地址傳遞參數的本質差別是什麼？緩衝區溢出漏洞是如何造成的？為什麼遞歸調用會耗內存？為什麼同樣的程序在32位架構和64位架構上執行結果會不同？指針操作的本質是什麼？
第5章程序的鏈接與加載執行：主要介紹如何將多個程序模塊鏈接以生成一個可執行目標文件並加載執行。通過介紹與鏈接相關的目標文件格式、符號解析、重定位、靜態庫、共享庫以及可執行文件的加載等內容，使讀者清楚地了解為何不能出現同名全局變量、為何可出現同名靜態變量等編程問題。此外，鏈接生成的可執行文件與程序加載、虛擬地址空間和存儲器映射等重要內容相關，對讀者理解操作繫統中存儲管理方面的內容非常有用。可執行文件加載後的執行過程就是其包含的一條條指令的執行過程。
第6章存儲器層次結構：指令執行過程中需要通過訪問存儲器來取指令或讀寫操作數。通常，程序員以為程序代碼和數據按序存放在由線性地址構成的主存空間中，實際上計算機中並不是隻有主存，高速緩存和外存等存儲器也與程序的執行相關。因此，不一定是指，訪存過程也不僅是指訪問主存的過程，而是指訪問整個存儲繫統的過程。本章將介紹如何構成層次結構存儲繫統以及在該繫統中的訪存過程。層次結構存儲繫統能獲得較好效果的一個很重要的原因是，程序中的存儲訪問具有局部性的特點，因此本章將詳細介紹如何通過改善程序的時間局部性和空間局部性來提高程序執行的性能。
第7章虛擬存儲器：在鏈接生成的可執行文件中，其指令代碼和數據的地址並不是主存地址，而是一個物理上並不存在的邏輯地址。每個可執行文件的代碼和數據都映射到一個統一的虛擬地址空間中，因此在可執行文件執行過程中涉及邏輯地址向主存地址轉換等實現虛擬存儲器的一整套機制，這部分內容涉及指令繫統、操作繫統和硬件等多層次之間的關聯和協同。本章主要介紹頁式虛擬存儲器機制。
第8章進程與異常控制流：可執行文件被加載後就變成了一個進程，在正常執行過程中，CPU會因為內部異常或外部中斷事件而打斷原程序的執行，轉去執行操作繫統提供的針對這些特殊事件的處理程序。這種由於某些特殊情況引起用戶程序的正常執行被打斷所形成的意外控制流稱為異常控制流。顯然，計算機繫統必須提供一種機制使自身能夠實現異常控制流。本章主要介紹硬件層和操作繫統層中涉及的內部異常和外部中斷的異常控制流實現機制，包括進程與進程的上下文切換、異常的響應和處理、中斷的響應和處理以及繫統調用的實現等。
第9章I/O操作的實現：所有高級語言的運行時繫統都提供了執行I/O功能的高級機制，如C語言中提供了fread、printf和scanf等標準I/O庫函數。從I/O函數提出I/O請求到設備響應並完成I/O請求，整個過程涉及多層次的I/O軟件和I/O硬件的協調工作。本章主要介紹與I/O操作相關的軟硬件協同內容，主要包括文件的概念、繫統級I/O函數、C標準I/O庫函數、設備控制器的基本功能和結構、I/O端口的編址方式、外設與主機之間的I/O控制方式以及利用陷阱指令將用戶I/O請求轉換為I/O硬件操作的過程，最終通過對hello程序加載執行過程的描述將前面各章的內容進行關聯和總結。
第10章程序性能的優化：主要介紹程序性能的優化方法，包括計算機繫統性能評估方法、程序性能瓶頸分析方法、基於分層的性能優化技術分類，最後針對函數調用和指針別名這兩類編譯器不易優化的場景，介紹如何編寫適合編譯優化的源代碼。
第11章網絡編程：網絡編程在互聯網應用中扮演著非常重要的角色，是互聯網時代最底層的核心技術之一。了解網絡編程的工作原理，有助於提升讀者網絡應用開發和調試的能力，並能夠使讀者深入理解TCP/IP網絡通信協議。本章主要介紹網絡I/O、MAC地址與IP地址、交換機與路由器、子網掩碼與子網劃分、TCP/IP通信協議、套接字編程等。
第12章並發編程：了解並發編程的工作原理，有助於讀者深入理解多線程與多進程程序的實現機制，提升並發應用程序的開發能力與調試能力。本章主要介紹並發編程的基本概念、並發與並行的區別、多進程與多線程、同步與互斥、並行程序設計等。
2. 讀者所需的背景知識
本書假定讀者有一定的C語言程序設計基礎，已經掌握了C語言的語法和各類控制語句、數據類型及其運算、各類表達式、函數調用和C語言的標準庫函數等相關知識。
此外，本書還會對程序中指令的執行過程進行介紹，其中涉及布爾代數、邏輯運算電路、存儲部件等內容，因而本書假定讀者具有數字邏輯電路的基礎知識。本書大多數C語言程序對應的機器級表示都是基於IA-32/x86-64+Linux平臺用GCC編譯器生成的，書中會在介紹程序的機器級表示之前，先簡要介紹32位架構IA-32和64位架構x86-64，包括其機器語言和彙編語言，因而讀者不需要任何指令繫統和機器級語言的背景知識。
3. 使用本書作為教材的課程
傳統的計算機類專業課程體繫按計算機繫統層次結構橫向切分，自下而上分成“數字邏輯電路”“計算機組成原理”“彙編程序設計”“操作繫統”“編譯原理”“程序設計”等課程，而且，每門課程都僅局限在本抽像層，相互之間很少關聯，因而學生很難對完整的計算機繫統形成全面認識。
本書在借鋻國外相關課程教學內容和相關教材的基礎上編寫而成，適合在完成程序設計基礎課程後學習。本書內容貫穿計算機繫統各抽像層，是關於計算機繫統的最基礎內容，因而使用本書作為教材開設的課程適用於所有計算機類相關專業。
使用本書作為教材開設的課程名稱可以是“計算機繫統基礎”“計算機繫統導論”或類似名稱，可以有以下幾種安排方案。
章內容課程
一二三四五
1計算機繫統概述√√√√√
2數據的機器級表示與處理√√√√√
3程序轉換與指令繫統√√√√√
4程序的機器級表示√√√√
5程序的鏈接與加載執行√√√
6存儲器層次結構√√√√
7虛擬存儲器√√√√
8進程與異常控制流√√
9I/O操作的實現√√√√
10程序性能的優化√
11網絡編程√
12並發編程√

對於上表的說明如下：
第一種課程適合軟件工程等不需要深入掌握底層硬件細節的專業。開設該課程後，無須開設“數字邏輯電路”“彙編程序設計”“計算機組成原理”“微機原理與接口技術”等偏硬件類課程，隻要在課程的第2章中補充一些布爾代數和基本門電路的內容即可。本書將底層指令繫統和微架構的基本內容與高級語言程序、操作繫統的部分概念、編譯和鏈接的基本內容有機聯繫在一起，作為一門完整的課程進行教學，不僅能縮減大量課時，還可以通過該課程的講授為學生的繫統能力培養打下堅實基礎。因為課程內容較多，建議開設為一學年課程，第一學期學習第1～5章，第二學期學習第6～12章。每學期總學時數為64左右。
第二種課程適合計算機工程、計算機繫統等偏繫統或硬件的專業。可以在該課程前或該課程後，開設一門將“數字邏輯電路”和“計算機組成原理”的內容合並的課程，專門介紹數字邏輯和微架構設計技術；也可以在該課程之前先開設“數字邏輯電路”課程，之後再開設“計算機組成與繫統結構”課程。建議開設為一學期課程，根據帶*的章節內容是否講解，總學時數為60～80。
第三、四和五種課程，適合其他與計算機相關的非計算機專業或大專類計算機專業，在學時受限的情況下，可以選擇一些基本內容進行講授。建議開設為一學期課程，總學時數為60～80。
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4. 如何閱讀本書
本書的出發點是將計算機繫統每個抽像層中涉及的重要概念以程序的開發和運行過程為主線串起來，因而本書中所有問題和內容都從程序出發，這些內容涉及程序中數據的表示及運算、程序對應的機器級表示、多個程序模塊的鏈接、程序的加載及運行、程序執行過程中的異常中斷事件、程序中的I/O操作等。本書從讀者熟悉的程序開發和運行過程出發，介紹計算機繫統的基本概念，可以使讀者將新學的概念與已有的知識建立關聯，不斷拓展和深化知識體繫。因為所有內容都從程序出發，所以所有內容都可以通過具體程序進行驗證，讀者可邊學邊干，使所學知識轉化為實踐能力。
本書雖然涉及內容較廣，但所有內容之間都具有非常緊密的關聯，因而建議讀者在閱讀本書時采用“整體性”學習方法，通過第1章的學習先建立一個粗略的計算機繫統整體框架，然後通過後續章節的學習，不斷將新的內容與前面的內容關聯起來，逐步細化計算機繫統框架內容，最終形成比較完整的、相互密切關聯的計算機繫統整體概念。
本書提供了大量的例題和課後習題，這些題目大多是具體的程序示例，通過對這些示例的分析或驗證性實踐，讀者可以對基本概念有更加深刻的理解。因此，在閱讀本書時，若遇到一些難以理解的概念，可以先不用仔細琢磨，而是通過具體程序的反彙編代碼對照基本概念和相關手冊中的具體規定來理解。
本書提供的小貼士對理解書中的基本概念很有用，但是，由於篇幅有限，這些補充資料不可能占用很大篇幅，大多是簡要內容。如果讀者希望了解更多的細節，可以自行到互聯網上查找。
本書內容雖然涉及高級語言程序設計、數字邏輯電路、彙編語言程序、計算機組成與繫統結構、操作繫統、編譯器和鏈接器等，但主要講解它們之間的關聯，而不提供其細節，如果讀者想要了解更詳細的內容，還要閱讀關於這些內容的專門書籍。不過，若讀者學完本書後再去閱讀這些書籍，則會輕松很多。
本書第1～9章由袁春風編寫，第10章由餘子濠編寫，第11、12章由朱光輝編寫，全書由袁春風和餘子濠負責內容組織與統稿。
5. 致謝
衷心感謝在本書的編寫過程中給予我們熱情鼓勵和中肯建議的各位專家、同事和同學。在本書的編寫過程中，我們得到了國防科技大學的王志英教授、北京航空航天大學的馬殿富教授、西北工業大學的周興社教授、武漢大學的何炎祥教授、北京大學的陳向群教授、國防科技大學的羅宇教授等各位專家的悉心指導和熱情鼓勵；浙江大學城市學院的楊起帆教授對本書的前三章進行仔細審閱，提出了許多寶貴的修改意見；西安郵電大學的陳莉君教授、山東大學的楊興強教授和中國石油大學（華東）的張瓊聲副教授從書稿的篇章結構到內容各個方面都提出了許多寶貴的意見；中國海洋大學的蔣永國教授對本書的編寫和修改提出了很好的建議；中國石油大學（華東）的範志東同學對本書第9章的部分內容提出了寶貴的修改意見，並提供了第5章中某可執行文件程序頭表中的部分信息。
本書以我們在南京大學講授的“計算機組成與繫統結構”和“計算機繫統基礎”兩門課程的部分講稿內容為基礎，感謝南京大學各位同人和各屆同學對講稿內容與教學過程所提出的寶貴反饋和改進意見，這使本書的內容得以不斷改進和完善。唐傑副教授和蔣炎岩副教授等課程主講老師對本書的內容和篇章結構提出了寶貴的意見，並提供了部分編程實例；2015級唐瑞澤和謝旻暉等同學為本書提供了有益的素材；2018級陳璐同學為本書中的hello程序運行過程的綜述給出了初始文稿。
6. 結束語
本書廣泛參考了國內外相關的經典教材和教案，在內容上力求做到取材先進並反映技術發展現狀，在內容的組織和描述上力求概念準確、語言通俗易懂、實例深入淺出，並盡量利用圖示和實例來解釋和說明問題。但是，由於計算機繫統相關技術在不斷發展，新的思想、概念、技術和方法不斷湧現，加之作者水平有限，在編寫中難免存在不當或遺漏之處，懇請廣大讀者對本書的不足之處給予指正，以便在後續的版本中予以改進。

作者於南京
2024年4月

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