大型主機匯編語言程序設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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頁數:295

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出版時間:2012-5

價格:33.00元

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isbn號碼:9787302280040

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圖書標籤:

• 匯編
• 大型主機
• 匯編語言
• 程序設計
• System/390
• z/Architecture
• IBM
• 計算機科學
• 底層編程
• 操作係統
• 技術
• 專業教材

圖書簡介：深入理解現代操作係統與軟件架構 書名： 深入理解現代操作係統與軟件架構 作者： [此處應填寫作者姓名，若無則留空] 齣版社： [此處應填寫齣版社名稱] 齣版日期： [此處應填寫齣版日期] --- 引言：麵嚮未來的計算範式 在當今這個由雲計算、邊緣計算和超大規模數據處理驅動的數字時代，軟件係統的復雜性達到瞭前所未有的高度。傳統上，我們關注的是單個應用程序的性能優化，而現在，焦點已經轉嚮瞭如何構建、部署和維護跨越數韆颱機器的分布式、高可用和自適應的基礎設施。本書《深入理解現代操作係統與軟件架構》正是為瞭填補這一知識鴻溝而誕生的。它不是一本關於特定編程語言或匯編指令的教科書，而是旨在為資深的軟件工程師、係統架構師以及計算機科學研究生提供一個全麵、深入的框架，用以剖析當代高性能計算係統的核心機製與設計哲學。 本書的敘事邏輯是從底層硬件抽象一直延伸到頂層服務設計，通過對關鍵組件的解構與重構，揭示現代軟件棧的內在聯係與權衡取捨。我們期望讀者在閱讀完本書後，能夠超越“會用”的層麵，達到“理解其所以然”的境界，從而能夠設計齣真正麵嚮未來挑戰的健壯係統。 第一部分：現代操作係統內核的演進與核心機製 本部分將剝離操作係統（OS）的“黑箱”錶象，深入探究其在多核、異構計算環境下的核心功能。我們不會過多糾纏於早期的批處理係統或單處理器架構的細節，而是聚焦於當代主流服務器操作係統（如Linux內核的最新版本或類Unix係統的關鍵分支）如何高效管理資源。 1. 內存管理單元（MMU）與地址轉換的藝術： 深入解析虛擬內存的層次結構，包括頁錶結構、TLB（Translation Lookaside Buffer）的緩存一緻性策略。重點討論瞭基於硬件支持的內存保護機製，以及現代操作係統如何實現高效的內存共享、匿名內存分配（如mmap的實際工作原理），以及在NUMA（非一緻性內存訪問）架構下如何優化內存訪問延遲和帶寬。 2. 進程與綫程調度的前沿： 摒棄傳統的固定時間片輪轉概念，本書詳述瞭當前流行的調度器算法（如CFS——完全公平調度器）的內部工作原理。我們對比瞭搶占式調度、協作式調度在不同負載下的優劣，並詳細分析瞭實時進程（RT-Priority）的處理方式，以及如何通過cgroups和namespace隔離技術實現容器化環境的資源限製與安全沙箱。 3. I/O子係統與存儲層次結構： 現代係統的瓶頸往往在於I/O。本章剖析瞭中斷處理機製、DMA（直接內存訪問）的優化，以及異步I/O（AIO）模型的演進。我們將重點講解現代文件係統（如ext4, XFS, Btrfs）的數據布局策略、日誌機製，以及如何與底層的塊存儲設備（SSD, NVMe）進行高效通信，包括數據集中的TRIM/UNMAP操作對性能的影響。 第二部分：並發、並行與分布式係統的基礎理論 軟件係統的性能提升不再單純依賴於時鍾頻率的提升，而是依賴於並行化的能力。本部分將從理論和實踐層麵探討如何構建能夠充分利用多核和多節點優勢的軟件。 4. 並發編程的陷阱與現代同步原語： 細緻考察瞭並發編程中原子性、可見性和有序性的保證。本書深入剖析瞭互斥鎖（Mutex）、信號量（Semaphore）、屏障（Barrier）的底層實現，特彆強調瞭無鎖（Lock-Free）和等待無關（Wait-Free）數據結構的構建，例如基於CAS（Compare-and-Swap）操作的環形緩衝區和隊列。同時，討論瞭內存模型（Memory Model）在跨平颱/跨架構編程中的指導作用。 5. 分布式一緻性與共識算法： 離開瞭單機模型的束縛，係統必須麵對網絡分區、節點故障等挑戰。本書詳盡對比瞭Paxos、Raft、 Zab 等主流共識算法的設計思想、狀態機復製過程以及它們的工程實現（如etcd、ZooKeeper）。核心關注點在於“安全性”與“可用性”之間的權衡，以及如何處理“腦裂”情景下的數據一緻性。 6. 網絡協議棧與高性能數據傳輸： 深入研究瞭TCP/IP協議棧在現代高吞吐量網絡環境下的局限性。我們將探討擁塞控製算法（如BBR）如何優化延遲與吞吐量的關係，並介紹零拷貝（Zero-Copy）技術、用戶態網絡棧（如DPDK）的工作原理，以及RDMA（Remote Direct Memory Access）如何實現遠端內存的直接訪問，從而繞過內核的網絡處理開銷。 第三部分：現代軟件架構的設計範式與實踐 在理解瞭底層機製後，本部分將目光投嚮如何利用這些機製構建大規模、可演進的軟件係統。 7. 微服務架構的深度剖析： 微服務不僅僅是拆分代碼，它涉及跨越網絡的復雜交互。本書分析瞭服務發現、配置管理、API網關的必要性。重點討論瞭分布式事務處理的解決方案，例如Saga模式的應用與挑戰。同時，對服務間通信的選擇（RESTful, gRPC, Message Queues）進行瞭詳盡的性能與語義分析。 8. 可觀測性（Observability）的工程化： 在高度分布式的環境中，傳統的事後調試已不再可行。本書詳細介紹瞭構建健壯的可觀測性係統的三大支柱：日誌、指標（Metrics）和分布式追蹤（Tracing）。我們探討瞭OpenTelemetry等標準如何統一數據采集，以及如何利用時序數據庫（TSDB）處理高維度的性能數據。 9. 彈性、容錯與混沌工程： 現代係統必須具備從故障中恢復的能力。本章介紹故障注入測試（Chaos Engineering）的方法論，探討瞭斷路器（Circuit Breaker）、限流（Rate Limiting）和熔斷（Fusing）等容錯設計模式的實現細節，確保係統在麵對不可預測的故障時仍能保持基本服務。 結論：邁嚮自治係統 《深入理解現代操作係統與軟件架構》旨在為讀者提供一套完整的思維工具箱，以應對未來十年內軟件基礎設施的復雜性挑戰。本書側重於原理的深度挖掘、關鍵技術的權衡分析，以及對前沿工程實踐的係統性梳理，是每一位緻力於構建下一代高性能、高可靠性計算係統的專業人士的必備參考書。

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這本書的裝幀設計著實讓人眼前一亮，封麵那種深邃的藍與沉穩的黑交織齣的光影效果，仿佛直指程序底層邏輯的神秘與深邃。內頁的紙張質地也相當考究，觸感溫潤而不反光，即便是長時間閱讀，眼睛也不會感到明顯的疲勞。我特彆欣賞作者在章節布局上的匠心獨運，從最基礎的寄存器結構和尋址模式講起，循序漸進地過渡到復雜的宏指令設計與中斷處理機製。每當我對某個晦澀的概念感到睏惑時，總能在緊隨其後的插圖中找到豁然開朗的感覺。那些圖錶繪製得極為精細，不僅用顔色區分瞭不同數據流嚮，還巧妙地用三維透視圖展示瞭內存塊的物理布局，這種可視化處理極大地降低瞭理解大型機底層架構的門檻。初學者可能需要時間去適應那種特有的匯編語法風格，但一旦掌握瞭那種節奏感，你會發現自己仿佛獲得瞭直接與硬件對話的能力，這體驗是高級語言編程所無法比擬的。作者在書中穿插的那些曆史小故事和經典案例，更是為這本技術性極強的著作增添瞭幾分人文色彩，讓人在學習枯燥指令的同時，也能感受到計算技術發展史的波瀾壯闊。

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這本書的價值，我認為在於其對“係統級思維”的培養作用，而不僅僅是教授一門過時的語言。它更像是一本關於計算哲學和效率極限的教材。書中對中斷嚮量錶的解析部分，簡直可以稱得上是藝術品。作者沒有停留在教科書上簡單提及“中斷發生時PC入棧”的層麵，而是深入到瞭中斷控製器（PIC）的硬件觸發機製、優先級仲裁過程，以及操作係統內核如何接管並恢復現場的完整生命周期。特彆是關於異常處理和守護進程喚醒的章節，作者構建瞭一個高度復雜的模擬環境，展示瞭在資源極其受限的條件下，如何通過精妙的軟件設計來保證係統的穩定性和原子操作的不可分割性。我特彆欣賞作者在討論性能優化時所展現齣的那種“錙銖必較”的精神，每一個時鍾周期、每一個內存訪問延遲，都被量化分析。讀完之後，你再去看任何高級語言的代碼，都會不自覺地在腦海中“翻譯”齣它在底層匯編層麵可能産生的等效操作，這無疑是提升編程敏感度的最佳途徑。

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閱讀本書的過程，更像是一次考古探險，充滿瞭發現的驚喜和對前輩智慧的敬佩。作者在“數據結構在匯編層麵的實現”這一部分的處理尤為齣色。他沒有采用抽象的數據類型描述，而是直接展示瞭如何用連續的內存塊和特定的指針運算來模擬鏈錶、隊列乃至簡易的B樹結構。這種直接麵對內存的編程方式，迫使讀者重新審視“數據”本身的物理形態。令我印象深刻的是，書中對浮點運算單元（FPU）的介紹部分，作者用非常直觀的方式解釋瞭IEEE 754標準在實際硬件操作中的對應關係，包括尾數對齊、指數溢齣判斷等細節，這比許多專門的數值計算書籍都要清晰明瞭。此外，書中還收錄瞭大量的調試技巧，比如如何利用硬件斷點和內存觀察工具來追蹤那些“幽靈般”的錯誤——那些隻會偶爾齣現，卻能讓整個係統崩潰的競態條件。這些實戰經驗的傳授，顯示齣作者深厚的工程積纍，遠非紙上談兵可比。

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坦率地說，我一開始對這本厚重的著作抱有相當的敬畏，畢竟“大型主機匯編”聽起來就與現代主流的開發範式相去甚遠。然而，閱讀體驗遠遠超齣瞭我的預期。作者的敘述風格非常嚴謹，如同一個經驗豐富的老工程師在帶著徒弟做實地考察。他沒有急於展示那些華而不實的炫技代碼，而是花費瞭大量篇幅去解釋“為什麼”要用這種方式來組織數據和控製流程。例如，在講解I/O子係統的同步與異步處理時，書中詳細對比瞭輪詢（Polling）與通道程序（Channel Program）的性能差異，並配以詳實的時序圖，力證瞭在批處理環境中，高效的I/O管理是係統吞吐量的生命綫。這種深入骨髓的底層邏輯剖析，對於那些習慣瞭操作係統替我們管理一切的現代程序員來說，無疑是一次“迴歸本源”的洗禮。書中的每一個代碼示例都經過瞭精心打磨，注釋詳盡到令人發指，甚至連每一個操作數的位移和掩碼操作的意圖都解釋得清清楚楚，這極大地幫助我這種非科班齣身的讀者建立瞭堅實的底層認知框架。

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如果將市麵上的技術書籍比作快餐和正餐，那麼這本《大型主機匯編語言程序設計》無疑是一道需要慢火細燉、細細品味的饕餮盛宴。它的閱讀麯綫是陡峭的，尤其對於那些沒有接觸過操作係統內核或硬件架構的讀者而言，初期會感到吃力。但請相信，一旦跨過瞭最初的障礙，它所賦予你的能力將是革命性的。我個人最受啓發的是關於“代碼重定位與鏈接加載”的章節。作者詳盡闡述瞭靜態鏈接和動態鏈接在主機環境下的具體實現過程，從符號解析到地址重定位的每一個字節的流轉都描述得淋灕盡緻，這讓我對程序是如何從磁盤進入內存並成功運行的整個黑匣子有瞭清晰的認識。書中對那些過時的但依然存在於曆史遺留係統中的特殊指令集的解析，也展現瞭作者的廣博學識，這使得這本書不僅具有教學價值，更具備瞭極高的參考和查證價值，是深入理解計算係統工程的寶貴財富。

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