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出版者:机械工业出版社

作者:Jesse Feiler

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:2002-2-1

价格:57.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787111096450

丛书系列:

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《程序设计思想与实践：从汇编到现代语言的演进》 本书不是关于苹果操作系统技术细节的指南，而是一部深入探讨计算机程序设计核心理念、历史演进及其对现代软件开发影响的里程碑式著作。 第一部分：计算的基石——硬件与低层抽象 第一章：晶体管的哲学——数字逻辑与机器码的诞生 本章追溯了计算机科学的源头。我们不会讨论任何图形界面、文件系统或操作系统的具体实现，而是专注于信息如何在物理层面被表示和操作。内容涵盖布尔代数在电路设计中的应用，以及如何从逻辑门构建出算术逻辑单元（ALU）和寄存器。重点剖析了冯·诺依曼架构的基本原理，以及指令集（Instruction Set Architecture, ISA）如何作为硬件与软件之间的第一层契约。我们详细分析了早期的指令编码方式，如定长与变长指令的优劣权衡，以及堆栈（Stack）和寄存器（Register）在函数调用中的基础作用。 第二章：汇编语言的艺术：直接与硬件对话 本章是理解底层编程的基石。它深入讲解了汇编语言的本质——它并非某个特定操作系统的附属品，而是对特定处理器架构（如x86、ARM的早期简化模型）的直接映射。我们将详细解析汇编指令的格式、寻址模式（立即数、直接、间接、基址变址），以及如何使用这些最原始的指令序列来模拟高级语言中的基本结构，如循环和条件分支。我们将通过对比不同体系结构下同一简单任务（如内存拷贝）的汇编实现，阐明指令集效率与程序可读性之间的永恒矛盾。本章完全避免提及任何操作系统的系统调用接口。 第三章：内存的维度与布局 本章探讨程序如何管理和使用有限的物理及虚拟内存空间。内容包括：内存分段（Segmentation）与分页（Paging）的理论基础，而不是任何操作系统的特定内存管理单元（MMU）配置。我们将分析栈（Stack）的增长方向、堆（Heap）的动态分配策略（如首次适应、最佳适应算法的数学原理），以及数据在内存中的对齐要求和字节序（Endianness）问题。对于程序员而言，理解这些机制是编写高效、无数据竞争代码的前提。 第二部分：抽象的飞跃——高级语言的诞生与范式 第四章：FORTRAN与ALGOL：结构化编程的萌芽 本章聚焦于20世纪50年代末到60年代初，高级语言如何开始将程序员从汇编的泥沼中解放出来。我们将分析FORTRAN如何通过编译技术将数学公式直接转化为机器码，以及ALGOL在引入块结构、词法作用域（Lexical Scoping）方面的重要贡献。讨论的核心是：编译器如何通过语法分析和语义分析，将人类可读的结构转化为机器可执行的指令流。本章重点分析了早期的编译技术，如中间表示（Intermediate Representation, IR）的初步形态。 第五章：过程式编程的巅峰：C语言的哲学与限制 C语言之所以成为经典，在于其在“贴近硬件”与“提供抽象”之间找到了一个微妙的平衡点。本章深入剖析C语言的设计哲学，它如何通过指针和结构体提供对内存的精细控制，以及预处理器在编译过程中的角色。我们将重点讨论函数调用约定（Calling Conventions）的跨平台重要性，以及指针算术的数学本质。我们不会探讨C语言在任何特定OS环境下的库函数，而是关注其作为一种“可移植的汇编语言”的内在机制。 第六章：面向对象编程的理论基础与多态的实现 本章转向更高级的抽象：对象、继承、封装和多态。我们将用纯粹的、语言无关的方式来定义这些概念。多态的实现机制——例如，虚函数表（vtable）的结构与查找过程，将被视为一种通用的编译期和运行期设计模式，而不是特定语言特有的特性。我们将对比C++和Simula的早期设计，探讨如何通过消息传递和方法分派来模拟真实世界的实体关系。 第三部分：并发、数据流与现代挑战 第七章：状态的困境——并发、同步与互斥 随着多核处理器的普及，并发编程成为核心挑战。本章系统地阐述了并发性的基本问题，包括竞态条件（Race Conditions）、死锁（Deadlocks）和活锁（Livelocks）。我们探讨了解决这些问题的经典同步原语，如信号量（Semaphores）、互斥锁（Mutexes）和屏障（Barriers）。本章的分析是理论层面的，专注于这些同步工具的数学模型和正确性证明，与任何特定操作系统的线程库实现无关。 第八章：函数式编程的回归：不可变性与纯粹 本章介绍了函数式编程（Functional Programming, FP）的范式，强调函数的“纯净性”——无副作用（Side Effects）和引用透明性（Referential Transparency）。我们将详细讲解高阶函数、柯里化（Currying）和闭包（Closures）的原理。FP的核心优势在于其固有的并发友好性，因为不可变数据结构从根本上消除了共享状态带来的大部分同步问题。我们将分析Lambda演算（Lambda Calculus）如何为现代FP语言提供理论基础。 第九章：类型系统的力量——静态与动态类型的权衡 类型系统是程序正确性的第一道防线。本章比较了静态类型（如Haskell, ML）和动态类型（如Python, Lisp）系统的优劣。深入探讨了类型推断（Type Inference）、类型类（Type Classes）或接口的编译期检查能力。本章的核心论点是：类型系统本质上是一种形式化的建模工具，它帮助开发者在代码执行前捕获大量逻辑错误。 结论：设计模式与未来方向 第十章：通用设计模式与软件架构的演进 最后，本章将讨论跨越所有语言和范式的通用设计模式（如工厂、观察者、策略模式），以及软件架构的演变趋势，从单体结构到微服务架构的哲学转变。我们将讨论如何利用前述的编程思想来构建可扩展、可维护的大型系统，强调解耦、关注点分离等不变的工程原则。本书的最终目标是培养读者对“如何构建软件”这一根本问题的深刻理解，而不是掌握某一个特定平台的工具链。 本书适合对象： 对计算理论有浓厚兴趣的资深程序员、计算机科学专业的学生，以及任何希望超越特定技术栈，理解软件设计底层逻辑和历史脉络的开发者。本书侧重于“为什么”，而非“如何做”。

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当初选择入手这本书，完全是因为我在使用macOS的过程中，遇到了一些令人费解的现象，比如某些应用程序的响应速度突然变慢，或者某些后台进程异常占用CPU资源，这些问题在Windows系统中我或许还能通过一些常规的方法找到线索，但在macOS上，我总感觉隔着一层“膜”，难以触及问题的本质。我期望这本书能够为我提供一套系统性的排查和解决问题的思路。比如，书中是否会讲解如何利用Activity Monitor来深入分析进程的CPU、内存和磁盘I/O占用情况？是否会介绍一些高级的诊断工具，例如Instruments，以及如何使用它来分析应用程序的性能瓶颈？我尤其关心关于文件系统管理的部分，macOS的APFS文件系统相比之前的HFS+有了哪些革命性的改进？它在性能、可靠性和安全性方面又有什么特别之处？如果书中能够详细解析APFS的卷管理、快照、空间共享等特性，并结合实际使用场景，提供一些优化磁盘读写性能的技巧，那我将感到不虚此行。而且，我也对macOS的电源管理机制很感兴趣，尤其是在笔记本电脑上，如何让电池续航更长久，如何理解和优化CPU的睿频和节能策略，这些都是我非常想了解的内容。我希望这本书能够像一位经验丰富的系统管理员，循序渐进地引导我理解这些复杂的机制，并给出实用的建议。

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我对这本书的期待，源于我在使用Mac OS X过程中，对其“精益求精”的细节处理印象深刻，而这些细节背后往往蕴含着深厚的技术功底。我希望书中能够深入解析macOS的电源管理策略，它如何智能地分配CPU资源、控制屏幕亮度和待机时间，以最大化电池续航？例如，Energy Saver设置背后的具体实现原理，以及如何通过命令行工具进行更细致的调优。我还对macOS的文件搜索和管理能力非常感兴趣，Spotlight的索引机制，Quick Look的预览功能，以及Time Machine的备份和恢复过程，这些都展现了macOS在用户便利性上的出色设计。书中是否会提供一些关于这些功能的底层实现和优化建议？此外，macOS的图形用户界面（GUI）的渲染和响应机制，以及各种系统动画效果是如何实现的，也都让我非常好奇。我希望这本书能够为我揭示Mac OS X在用户体验上的每一个“小而美”背后的技术细节。

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我当初选择这本书，是因为我坚信，要真正掌握并善用Mac OS X，就必须理解它的“核心”。我一直对Unix-like系统的内核层面有着浓厚的兴趣，而macOS作为基于Darwin内核的操作系统，其底层的Mach内核和BSD组件，无疑是其强大和稳定的基石。我渴望书中能够详细解析Mach内核的微内核特性，包括进程、线程、虚拟内存、IPC等概念的实现细节。同时，它在BSD层面的集成，例如Unix的用户/组管理、文件系统、网络协议栈等，是如何与Mach内核协同工作的，也令我非常好奇。书中是否会涉及一些底层API的调用，或者介绍一些可以直接与内核进行交互的工具和方法？我期望这本书能够为我提供一个深入了解macOS底层架构的视角，让我能够理解它为何能够提供如此出色的性能和稳定性，并能为我未来的系统优化和故障排除打下坚实的基础。

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我选择这本书，是因为我希望能够超越“用户”的身份，去理解Mac OS X的“工程师”是如何思考和实现这些功能的。我特别想了解macOS的进程间通信（IPC）机制，例如XPC、Mach IPC等，它们是如何保证不同应用程序之间能够安全高效地进行数据交换的？书中是否会提供一些示例，展示如何利用这些机制来实现跨应用的协作？另外，macOS的音频和视频处理框架，比如Core Audio和Core Animation，它们是如何协同工作，提供高质量的多媒体体验的？我希望书中能够深入讲解这些框架的架构设计，以及它们在性能优化方面所做的努力。对于网络通信，macOS是如何实现高效的网络连接和数据传输的？是否会涉及Socket编程、网络协议栈的实现细节，或者一些网络优化的技巧？我还对macOS的打印系统很感兴趣，它背后的CUPS（Common Unix Printing System）是如何工作的？如何管理打印队列、驱动程序等？我期待这本书能够为我揭示这些“看不见”的工程智慧。

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我当初购入这本书，完全是出于对Mac OS X操作系统强大且独特的“生态系统”的向往。我一直觉得，Mac OS X不仅仅是一个独立的操作系统，它更是一个紧密连接硬件、软件和服务，并为用户提供无缝体验的完整生态。我希望这本书能够深入解析macOS是如何与苹果的硬件设备（如iPhone、iPad、Apple Watch）进行深度集成的，例如Handoff、Continuity、iCloud同步等功能背后的技术原理。此外，App Store的运行机制，应用程序的打包、分发、以及沙盒机制的实现，也是我非常好奇的部分。书中是否会讲解如何利用macOS提供的API来开发与这些苹果服务进行交互的应用程序？或者，如何通过macOS的系统服务来实现设备之间的无缝联动？我还对macOS的开发者工具链，特别是Xcode的集成开发环境，以及Swift、Objective-C等开发语言在macOS上的应用，希望能有更深入的了解。我期待这本书能够为我展现Mac OS X作为一个强大生态系统的核心竞争力。

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当初购买这本书，是希望能够深入理解Mac OS X的“可扩展性”和“定制性”。我一直认为，一个优秀的操作系统，不仅要有强大的核心功能，还要有良好的扩展能力，允许用户根据自己的需求进行调整和优化。我非常好奇macOS的系统扩展机制，比如Launch Agents/Daemons，它们是如何被调用和管理的？用户又可以通过哪些方式来创建和管理自己的系统服务？书中是否会提供一些编写和调试自定义Shell脚本的技巧，以及如何利用AppleScript或JavaScript for Automation (JSA) 来实现更复杂的自动化任务？我还对macOS的Package Manager，如Homebrew，它的工作原理以及如何利用它来安装和管理第三方软件，也抱有浓厚的兴趣。此外，macOS的命令行工具集，如bash、zsh、sed、awk等，它们是如何在macOS上进行整合和优化的？我希望这本书能够为我提供一套实用的工具和方法，让我能够将Mac OS X打造成一个真正符合自己工作流程的个性化平台。

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这本书，或者说我当初购买的这本书，当初是抱着学习macOS底层技术，了解其运作原理的初衷。我记得我是在一个开源社区的朋友的推荐下得知它的，当时他对我描述的这本书的“深度”和“广度”颇为赞赏，说它能让你从一个普通Mac用户彻底转变为一个能够理解甚至“操控”macOS的资深人士。拿到书的那一天，我迫不及待地翻开了它，封面设计简洁大气，和macOS一贯的风格一致，立刻就让我产生了良好的第一印象。我最期待的部分是关于内核、驱动程序以及系统服务的详细解析。我一直对Unix-like系统有着浓厚的兴趣，而macOS作为苹果公司精心打造的操作系统，其背后的技术架构无疑是令人着迷的。我希望这本书能够深入浅出地解释诸如Mach内核、BSD层、Launchd服务、Cocoa框架等关键组成部分，并且能够提供一些实际的案例，比如如何通过编写简单的shell脚本或者使用命令行工具来优化系统性能，或者如何调试一些常见的系统问题。此外，关于macOS的安全机制，比如沙盒、代码签名、Gatekeeper等，我也是非常好奇的，想知道这些机制是如何协同工作，为用户提供一个安全可靠的使用环境的。这本书的厚度也让我觉得物有所值，每一页都承载着丰富的知识，足以让我沉浸其中，探索macOS的奥秘。我至今仍然记得，在阅读某个章节时，当我理解了某个以前难以理解的系统行为背后的原理时，那种豁然开朗的感觉是多么的令人满足。它不仅仅是一本技术手册，更像是打开了一扇通往macOS世界的大门，让我得以窥见其精妙的设计和强大的功能。

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我当初是被这本书所承诺的“技术深度”所吸引，作为一名对操作系统原理有着浓厚兴趣的技术爱好者，我渴望了解macOS是如何在Unix-like的坚实基础上，构建出如此优雅且用户友好的界面的。我尤其关注书中关于窗口管理系统（Window Server）的介绍，它如何处理图形元素的绘制、窗口的层叠、以及用户输入的响应，这些都是直接影响用户体验的关键。我还希望书中能够深入讲解macOS的内存管理机制，包括虚拟内存、内存压缩、以及进程隔离等概念，理解这些机制如何帮助Mac在资源有限的情况下保持流畅的运行。对于文件系统，尤其是HFS+和APFS的演进，书中是否会提供详尽的比较和分析，以及它们在性能、可靠性方面的差异？还有，macOS的进程调度算法，它是如何分配CPU资源的？是否会涉及一些底层的内核调度策略？我期待这本书能够为我打开一扇窗，让我能够看到Mac OS X不仅仅是漂亮的界面，更是背后复杂而精妙的工程设计。

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我对于这本书的期待，更多地集中在它能够为我揭示macOS的“幕后故事”。作为一个长期使用Mac的用户，我深知苹果公司在用户体验上倾注了大量心血，但我也好奇这些“魔力”是如何实现的。例如，macOS的动画效果流畅丝滑，Transitions效果的实现是否依赖于特定的图形渲染管线？Core Animation框架在其中扮演了怎样的角色？还有，Spotlight搜索功能的强大之处在于其索引速度和搜索精度，这本书是否会深入讲解Spotlight的索引机制，包括如何优化索引库，如何处理大容量的文件集合？另外，macOS的文件共享功能，无论是AirDrop的便捷，还是SMB/AFP协议的支持，其背后的实现细节也让我颇感好奇。我希望书中能提供一些关于这些网络协议在macOS上的实现和配置的指导。更重要的是，我一直对macOS的开发者工具链充满兴趣，Xcode的强大之处毋庸置疑，但macOS本身提供的开发者API和框架，比如Cocoa Touch、Grand Central Dispatch (GCD) 等，它们是如何构建起macOS丰富的应用程序生态的？书中是否会涉及一些底层的API调用，或者讲解如何利用这些API来开发更高效、更具macOS特色的应用程序？

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我购买这本书的初衷，很大程度上是源于我对macOS系统稳定性和安全性的高度认可，并希望了解其背后的技术支撑。我经常听到关于macOS不容易中毒、不易出现系统崩溃的说法，这背后必然有着严谨的设计和强大的安全防护机制。我迫切希望这本书能够详细介绍macOS的安全架构，例如，SIP（System Integrity Protection）是如何保护系统文件不被未经授权的修改的？macOS的权限管理系统，包括用户、组、文件权限等，是如何精细化地控制资源的访问的？书中是否会讲解一些常见的安全漏洞类型，以及macOS是如何应对这些威胁的？对于开发者而言，如何编写安全的代码，如何利用macOS提供的安全API来保护用户数据，也是我非常关心的问题。此外，macOS的系统更新机制，是如何保证更新的安全性和可靠性的？启动过程中的安全验证，如Secure Boot，又是如何实现的？我希望这本书能够从宏观到微观，全面解析macOS在安全领域的“内功心法”，让我能够更深刻地理解它为何如此值得信赖。

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