汇编语言程序设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:北航

作者:孙卫真

出品人:

页数:220

译者:

出版时间:2003-12-1

价格:20.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787810774031

丛书系列:

图书标签:

• 汇编语言
• 程序设计
• 计算机科学
• 底层编程
• x86
• MASM
• 汇编
• 编程入门
• 计算机基础
• 技术

《汇编语言程序设计》图书简介（非原书内容） 书名： 架构深潜：现代操作系统内核与底层优化实践 作者： [此处可虚构一位资深系统架构师或内核开发者姓名，例如：林宇/张文博] 页数/篇幅： 约 800 页 / 涵盖八个核心模块 --- 内容导览：超越抽象，直抵硅基的奥秘 在软件工程日益追求高层抽象和快速迭代的今天，有一批核心技术领域，其性能的极限往往取决于对最底层硬件的精确理解与调度。本书《架构深潜：现代操作系统内核与底层优化实践》正是为那些渴望突破应用层瓶颈、深入理解计算机体系结构如何影响软件性能的工程师、系统架构师以及高级研究人员量身打造的深度技术专著。 本书摒弃了传统教科书中对汇编语言的纯粹语法教学，而是将其作为理解和优化现代操作系统（主要聚焦于 x86-64 架构，并辅以 ARMv8 架构对比）执行模型的必备工具。我们关注的重点不再是“如何写一段汇编代码”，而是“为什么操作系统和编译器会生成这样的机器码，以及如何引导它们生成更优的机器码”。 全书结构严谨，分为八个递进的模块，层层深入，旨在构建一个从硬件寄存器到复杂调度算法的完整认知框架。 --- 模块详解 第一部分：现代处理器微架构解析 (The Silicon Blueprint) 本部分着重于对现代高性能 CPU 内部结构的透视。我们不会停留于冯·诺依曼结构的基本描述，而是深入探讨 乱序执行（Out-of-Order Execution）、分支预测单元（Branch Prediction Unit） 的工作机制、指令级并行（ILP） 的实现细节，以及 L1/L2/L3 缓存体系与内存墙的对抗策略。 核心内容点： 流水线深度分析、微操作（μops）转换、缓存一致性协议（MESI/MOESI 浅析）。 实践意义： 理解 CPU 如何执行指令，是编写高效代码的先决条件，尤其对于性能敏感的数值计算和并行编程至关重要。 第二部分：系统调用与异常处理的边界 (The Kernel Gateway) 系统调用是用户空间与内核空间交互的唯一安全途径。本模块将详细解剖 x86-64 架构下的系统调用机制（如 `syscall`/`sysenter`），以及中断和异常处理流程。 核心内容点： 环级别（Ring Level）的权限切换、上下文保存与恢复的开销分析、中断描述符表（IDT）的构建与陷阱处理流程。 实践意义： 揭示了每一次系统调用的“隐性成本”，为性能优化中“减少系统调用”的策略提供了坚实的理论基础。 第三部分：内存模型与地址翻译的迷宫 (The Address Space) 本模块是理解现代操作系统内存管理的关键。我们深入探讨 虚拟内存 的概念，并详述 地址翻译过程（Paging），从 TLB（Translation Lookaside Buffer）缓存到四级页表的遍历。 核心内容点： TLB 命中与未命中的性能差异、页表结构对内存访问延迟的影响、大页（Huge Pages）的应用场景与限制。 实践意义： 教授如何通过对齐数据结构和合理使用内存分配策略，最大化缓存效率并降低页表遍历的延迟。 第四部分：并发与同步原语的底层实现 (Lock-Free Foundations) 本书将并发控制从高级语言的锁抽象中剥离出来，聚焦于硬件提供的原子操作。我们将详细分析 `CMPXCHG` (Compare and Exchange) 等指令如何构建高效的无锁（Lock-Free）数据结构。 核心内容点： 内存屏障（Fences/Barriers，如 `LFENCE`, `SFENCE`, `MFENCE`）的必要性与粒度、CAS 循环的正确用法、顺序一致性模型下的编程陷阱。 实践意义： 掌握构建高性能、无死锁的并发组件，是设计高吞吐量服务的基础。 第五部分：编译器的优化魔术与代码生成 (The Compiler's View) 本模块是连接高级语言（如 C/C++）与机器指令桥梁。我们分析主流编译器（GCC/Clang）在不同优化级别（-O2, -O3, -Os）下，将高级结构（如循环、函数调用）转换为底层指令的过程。 核心内容点： 栈帧结构（Stack Frame）的建立与销毁、函数调用约定（ABI）的细节、循环展开与向量化（SIMD指令集，如 SSE/AVX）的触发条件。 实践意义： 学习如何通过调整代码结构，而非单纯依赖编译器的黑盒优化，来指导生成最优的机器指令序列。 第六部分：JIT 编译与动态代码生成 (Runtime Evolution) 针对现代运行时环境（如虚拟机或高性能计算框架），本模块探讨 JIT 编译器的工作原理。重点分析热点代码检测、谱系优化（Speculative Optimization）以及 内联缓存 的机制。 核心内容点： 基于概率的分支预测与去优化（Deoptimization）过程、类型反馈在动态编译中的作用。 实践意义： 帮助理解 Java HotSpot 或 V8 引擎等动态优化系统的性能波动来源。 第七部分：性能剖析与硬件事件计数器 (Profiling the Metal) 理论必须与实践相结合。本部分聚焦于如何使用硬件原生工具来度量和诊断程序性能瓶颈。 核心内容点： 性能监视单元（PMU） 的原理、如何使用 `perf` 等工具捕获硬件性能计数器（如 L1 缓存未命中率、分支错误预测次数），并将这些计数与代码行精确关联。 实践意义： 培养“数据驱动”的优化思维，避免基于猜测进行调优。 第八部分：固件与引导过程的微缩景观 (Bootstrapping the System) 最后，本书将视角拉回到系统启动的初始阶段。简要探讨 UEFI/BIOS 引导流程、Bootloader 的作用，以及内核如何从头初始化 CPU 寄存器、设置初始页表并跳转到第一个 C 函数。 核心内容点： 16 位实模式到 32 位保护模式再到 64 位长模式的转换路径。 实践意义： 为需要进行固件开发、嵌入式系统启动编程或操作系统定制的读者提供必要的底层上下文。 --- 目标读者 本书面向具有扎实 C 语言基础，并希望深入理解程序在硬件上实际运行方式的读者。如果您对以下问题感到好奇，本书将提供详尽的答案： 1. 我的程序为什么在一个机器上跑得快，在另一个机器上跑得慢？ 2. 如何利用 SIMD 指令集将循环性能提升数倍？ 3. 操作系统内核的上下文切换究竟隐藏着哪些性能开销？ 4. 如何编写真正无锁、高并发的数据结构？ 《架构深潜》不是一本速成手册，而是一份需要细致研读的蓝图，它将引导您完成从“用户”到“驾驭者”的转变，让您能够以硅基的视角审视和重塑软件性能的边界。

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我是一个偏向于软件架构和设计模式的研究者，最初接触这本书只是想了解一下底层对齐对软件设计的影响。这本书在处理数据结构在内存中布局的章节时，展现了令人惊叹的细致度。它没有止步于讲解标准的对齐规则，而是深入探讨了不同CPU流水线对数据访问模式的偏好，以及如何通过手动调整结构体成员的顺序来最大化缓存行的利用率，这些都是上层应用开发者常常忽略的“性能噪音”的根源。更让我耳目一新的是，书中将一些经典的设计模式——比如工厂模式或者单例模式——用汇编语言的视角进行了“再诠释”，揭示了这些模式在机器码层面上是如何被高效或低效地实现的。这种自底向上的反向工程视角，极大地拓宽了我对“软件设计”这个概念的理解边界。它让我明白了，任何优雅的软件架构，最终都必须服从于硅片上的物理定律，这本书就是揭示这些定律的“天书”。

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拿到这本书的时候，我正处于一个“技术瓶颈期”，对编程语言的“哲学”感到困惑，想知道高级语言的便捷性背后到底隐藏了哪些复杂的机制。这本书的叙事风格非常独特，它不像很多教材那样平铺直叙，而是带着一种“侦探小说”般的抽丝剥茧。作者似乎非常清楚读者在学习过程中会产生的各种疑问点，并在关键时刻抛出“陷阱”——那些看似简单却暗藏玄机的编程陷阱，然后带领读者一步步拆解，直到揭示出最底层的真相。比如，书中关于堆栈帧的详细剖析，那份对函数调用过程的细致描摹，让我对程序执行的上下文切换有了全新的认识。读完之后，我不再仅仅是“使用”函数，而是真正“理解”了函数是如何被加载、执行和退出的。这种理解带来的安全感和掌控感，是其他任何我读过的编程书籍都无法比拟的。它教会我的不仅仅是汇编语言本身，更是一种严谨的、追根溯源的思考方式。

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我最近在忙活一个嵌入式项目，需要对系统底层进行精细化的性能调优，这本《汇编语言程序设计》简直是雪中送炭。市面上很多高级语言的优化工具固然方便，但终究是“黑箱”操作，遇到一些非常底层的资源竞争或者时序问题时，还是得回到汇编层面看个究竟。这本书的厉害之处在于，它不仅仅停留在“如何写汇编代码”这个层面，更深入探讨了不同指令集架构下的效率权衡，尤其是关于流水线和缓存局部性的章节，写得极其到位。书中举例的那些优化技巧，比如如何通过调整操作数顺序来避免分支预测失误，或者如何利用寄存器别名来减少内存访问，都是实战中能立刻见效的“内功心法”。我甚至发现，通过理解书中所述的这些底层机制，我反过来对C++中的某些底层实现和内存模型有了更深刻的理解，那感觉就像是学会了蒸馏术，能从复杂的数据流中提取出最纯净的效能。如果你的目标是成为一个真正的系统级工程师，而不是一个只会调用库函数的应用开发者，那么这本书提供的那种深度视角是无可替代的。

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坦白讲，这本书的排版和设计，在如今这个追求“悦读体验”的时代里，显得有些过于“朴素”，甚至可以说有点“硬核到令人望而却步”。如果期待看到大量的彩色图示、有趣的漫画或者轻松的阅读导语，那绝对会大失所望。它更像是一本写给“内行”看的参考手册，字体和行距都遵循着某种严苛的工程标准，阅读起来需要高度的专注力，稍微走神就可能错过关键的逻辑跳跃。然而，正是这种近乎苛刻的专注度要求，反而塑造了一种高效的学习氛围。我发现，当我强迫自己进入这种沉浸式的阅读状态时，学习效率反而提高了，因为没有多余的干扰项分散注意力。这本书的价值在于其内容的密度和准确性，每一页都塞满了需要消化的信息。对于那些真正热爱技术细节、不畏惧啃“硬骨头”的资深爱好者来说，这本“简朴”的书籍，才是最实在的宝藏。

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这本书，说实话，我读完之后感觉挺复杂的。初看封面，那朴实的字体和硬朗的排版，还以为是本传统的老教材，带着点年代感的厚重。翻开扉页，目录的结构清晰得像一张严密的作战地图，每个章节的标题都精准地指向了汇编语言世界的某个特定角落。比如，我对那些关于内存寻址模式的讲解印象深刻，作者似乎有一种天赋，能把那些抽象的二进制和寄存器操作，通过生动的比喻和流程图，描绘成一幅清晰的画面。我记得当时为了理解中断向量表的工作原理，我盯着那个图解看了足足半个小时，那感觉就像是第一次站在一个复杂的机械迷宫入口，而这本书就是那张精确绘制的导览图，瞬间让我理清了头绪。它没有过多花哨的修饰，完全是硬碰硬的技术干货，适合那种已经有一定编程基础，想要深入底层探究计算机是如何呼吸的读者。不过，对于完全的初学者来说，可能需要多一些耐心去啃那些基础概念，因为它不太像现在流行的那些“趣味编程”书籍那样，提供大量的速成技巧。这本书更像是一份严谨的学术报告，要求读者全身心地投入，去领悟那份深藏于硬件之下的逻辑之美。

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