Computer Systems(Second Edition)

Computer Systems(Second Edition) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Addison-Wesley Educational Publishers Inc
作者:Randal E. Bryant
出品人:
页数:1080
译者:
出版时间:2010-2-14
价格:USD 123.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9780136108047
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机
  • CS
  • 计算机体系结构
  • 计算机科学
  • 计算机系统
  • 英文版
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具体描述

For Computer Systems, Computer Organization and Architecture courses in CS, EE, and ECE departments. Few students studying computer science or computer engineering will ever have the opportunity to build a computer system. On the other hand, most students will be required to use and program computers on a near daily basis. Computer Systems: A Programmer's Perspective introduces the important and enduring concepts that underlie computer systems by showing how these ideas affect the correctness, performance, and utility of application programs. The text's hands-on approach (including a comprehensive set of labs) helps students understand the "under-the-hood" operation of a modern computer system and prepares them for future courses in systems topics such as compilers, computer architecture, operating systems, and networking. Visit the CSS:AP web page http://csapp.cs.cmu.edu for more information and resources.

软件工程的未来:面向敏捷开发与DevOps实践 本书将带您深入探索现代软件开发的演进路径,重点聚焦于如何将工程原则与快速迭代的敏捷方法论以及持续交付的DevOps文化深度融合。 第一部分:现代软件工程的基石与挑战 在信息技术飞速发展的今天,传统的瀑布式开发模型已无法满足市场对快速响应和高质量交付的需求。本书首先从宏观角度审视了当代软件系统的复杂性、分布式架构的兴起(微服务、Serverless),以及由此带来的工程挑战,包括状态管理、延迟优化和安全边界的重构。 1.1 软件质量的重新定义:从静态测试到运行时保障 软件质量不再仅仅是满足需求文档的程度,它更关乎系统在真实负载下的韧性(Resilience)和可观测性(Observability)。本章详细剖析了传统测试金字塔(单元、集成、端到端)在快速迭代环境下的局限性,并引入了“契约优先”的设计原则。我们将深入探讨如何利用消费者驱动契约测试(CDC)来解耦服务间的依赖,确保即使在并行开发中,集成风险也能被提前识别和消除。此外,还将介绍故障注入(Fault Injection)作为一种主动测试策略,以模拟现实世界中的故障场景,从而提升系统的抗压能力。 1.2 架构演进的驱动力:解耦、弹性与可扩展性 本书强调,架构是业务策略的体现。我们不再满足于单体应用的简单拆分,而是深入研究事件驱动架构(EDA)和流处理平台的实际应用。重点讨论了消息队列(如Kafka, RabbitMQ)在保证数据一致性和服务解耦中的作用,以及如何设计具有明确界限上下文(Bounded Contexts)的微服务。章节中将提供详尽的案例研究,展示如何通过领域驱动设计(DDD)来指导服务边界的划分,避免“分布式单体”的陷阱。同时,对于无状态与有状态服务的处理策略,以及如何安全地进行金丝雀发布(Canary Releases)和蓝绿部署(Blue/Green Deployments)的架构决策,都进行了深入的分析和技术选型对比。 1.3 人与流程的重塑:敏捷的深层实践 敏捷不仅仅是站会和看板。本书超越了Scrum的基本框架,侧重于高级敏捷实践。我们探讨了“特性团队”(Feature Teams)与“组件团队”(Component Teams)之间的权衡,以及如何通过组织结构调整来最小化依赖。特别关注了精益(Lean)原则在软件开发中的应用,如消除浪费(Muda)、延迟承诺(Defer Commitment)和快速反馈循环的构建。章节中会详细介绍如何通过有效的故事地图(Story Mapping)和基于价值流的分析(Value Stream Mapping)来识别并消除流程中的瓶颈。 第二部分:DevOps与自动化:从持续集成到持续可观测性 DevOps不再是一个部门,而是一种文化和一套技术实践的集合。本部分致力于提供构建现代CI/CD流水线所需的全栈工程知识。 2.1 CI/CD流水线的设计与落地:速度与质量的平衡 持续集成(CI)是自动化之基,但构建高效的CI流水线远不止于简单的代码编译和单元测试运行。我们将详细阐述如何构建多阶段的、并行化的流水线,包括静态代码分析(SAST)、依赖项漏洞扫描(SCA)的无缝集成。对于部署(CD)环节,本书侧重于基础设施即代码(IaC)的实践,利用Terraform和Ansible构建可重复、可审计的基础设施环境。我们深入探讨了GitOps的理念,即使用Git仓库作为系统状态的唯一真相源,并辅以ArgoCD或FluxCD等工具实现声明式持续部署,从而极大地提高了生产环境的稳定性和可追溯性。 2.2 容器化与编排的工程实践 Kubernetes已成为现代应用部署的事实标准。本书不只是介绍Kubernetes的组件,而是聚焦于如何在实际生产环境中高效、安全地使用它。章节将涵盖定制化构建优化的Docker镜像(多阶段构建、最小化基础镜像),以及Kubernetes资源对象的精细管理(Deployment, StatefulSet, DaemonSet的选择)。安全方面,我们将讲解Pod安全策略(PSP的替代方案如OPA Gatekeeper)、网络策略(Network Policies)的配置,以及如何利用服务网格(Service Mesh,如Istio/Linkerd)来横切关注点,如流量管理、安全认证(mTLS)和精细化的可观测性数据收集。 2.3 生产环境的掌控:可观测性的闭环 将代码部署到生产环境只是开始。本书强调,没有有效监控和日志管理,DevOps就是空中楼阁。我们深入研究了现代可观测性的三大支柱:Metrics、Logs和Traces。重点讲解如何设计有意义的“黄金信号”(延迟、流量、错误率、饱和度),以及如何利用OpenTelemetry等标准来统一不同技术栈的数据收集。对于分布式系统中的追踪,我们将详细分析Span和Trace的上下文传递机制,并演示如何通过分布式追踪系统(如Jaeger或Zipkin)来快速定位跨越多个微服务的性能瓶颈,实现从用户请求到系统响应的完整可见性。 第三部分:工程文化与持续改进 3.1 跨职能协作与故障管理 DevOps的本质是文化的转变。本书探讨了如何建立“共享所有权”的文化,打破开发与运维之间的壁垒。关键在于建立有效的事件响应和事后分析(Post-mortem)机制。我们将展示如何进行“无指责”(Blameless)的事后分析,将焦点从“谁犯了错”转移到“系统如何允许这个错误发生”,从而提取出可操作的改进项,并将其转化为Backlog中的工程任务,确保改进措施被纳入下一次迭代。 3.2 安全左移(Shift Left Security)的集成 将安全实践前置到开发生命周期的早期,是构建健壮系统的必要条件。本书提供了实践指导,介绍如何在CI流水线中集成DASP(动态应用安全测试)和IAST(交互式应用安全测试)工具。同时,针对基础设施的安全,我们将探讨如何使用秘密管理工具(如HashiCorp Vault)来安全地注入凭证,以及如何确保IaC模板本身没有安全漏洞,从而真正实现安全即代码(Security as Code)。 总结:面向未来的软件工程师 本书旨在培养具备“全栈工程思维”的专业人士,他们不仅理解代码本身,更精通于如何将代码可靠、高效地交付给终端用户,并对系统在真实世界中的表现负全责。通过对敏捷原则、DevOps实践、自动化技术栈以及工程文化的系统性学习,读者将能够主导下一代软件系统的设计、构建和运营工作。

作者简介

Randal E. Bryant 1973年获得密歇根大学(University of Michigan)学士学位,随即就读麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)的研究生院,并在1981年获计算机博士学位。他在加州理工学院(California Institute of Technology)做了三年助教,从1984年至今一直是卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon)的教师。他现在是计算机科学的主任级教授和计算机科学系的系主任。他同时还受邀于电子和计算机工程系。 他从事本科和研究生计算机系统方面课程的教学超过20年。在讲授计算机体系结构课程多年后,他开始把关注点从如何设计计算机转移到程序员如何在更好地了解系统的情况下编写出更有效和更可靠的程序。他和O’Hallaron教授一起在卡内基梅隆大学开设了“计算机系统导论”课程,那便是此书的基础。他还教授一些算法和编程方面的课程。 Bryant教授的研究涉及帮助硬件设计者验证其系统正确性的软件工具的设计。其中,包括几种类型的模拟器,以及用数学方法来证明设计正确性的形式化验证工具。他发表了100多篇技术论文。包括Intel、Motorola、IBM和Fujitsu在内的主要计算机制造商都使用他的研究成果。他还因他的研究获得过数项大奖。其中包括Semiconductor Research Corporation颁发的两个发明荣誉奖和一个技术成就奖,美国计算机学会(Association for Computer Machinery,ACM)颁发的Kanellakis理论与实践奖,还有电气和电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,IEEE)授予的W. R. G. Baker奖和50年金质奖章(a Golden Jubilee Medal)。他同时是ACM和IEEE的院士。

David R. O’Hallaron 1986年在维吉尼亚大学(University of Virginia)获得计算机科学的博士学位。在通用电气工作一段时间后,于1989年作为系统科学家成为卡内基梅隆大学的教员。他目前是计算机科学系和电子及计算机工程系的副教授。 他教授一些本科生和研究生的计算机系统方面的课程,例如计算机体系结构、计算机系统绪论、并行处理器设计和Internet服务。和Bryant教授一起,他开设了“计算机系统导论”课程,那便是此书的基础。 O’Hallaron教授和他的学生从事计算机系统领域的研究。特别的,他们开发了一些软件系统,帮助科学家和工程师在计算机上模拟自然界。其中最著名的是Quake项目,一群计算机科学家、土木工程师和地震学家致力于在强烈地震中预测大地运动的能力,这些强烈地震包括南加洲、古巴、日本、墨西哥和新西兰的大地震。同Quake项目中其它人员一起,他获得了CMU计算机科学院颁发的Allen Newell优秀研究奖章。他为Quake项目创立的基准程序,183.equake,被SPEC(Standards Performance Evaluation Corporation)选入非常有影响的SPEC CPU和OMP(Open Mp)基准程序包中。

目录信息

读后感

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上个星期终于把csapp看完了。 我买的是中文版的,因为除了貌似评价不错以外,由于涉及到些自己不了解的底层东西,怕是看英文会云里雾里。现在看来,大概不能算是个优点,但是的确能够加快我的看书速度,否则一星期还真不大可能把这书搞定。 对csapp慕名已久,主要在于据说这本...  

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注:图片无法显示,请参考: http://www.cnblogs.com/remlostime/archive/2011/04/10/2011914.html 最近在上金博的《计算机原理》。为什么说是最值得上的课,原因有二。 一者,教材是CMU的人写的久负盛名的《Computer Systems:A Programmer’s Perspective》(http://book.do...  

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最新课程:2014年6月30日这门课在Coursera开始第二季,地址https://www.coursera.org/course/hwswinterface,请大家及时关注 如果你觉得这本书过于厚重担心看不下来的话,不妨跟着coursera的Hardware/Software Interface这门课程去听一听。这本书虽然是这门课的超集,但是其中...  

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作为一名计算机程序员,如果缺乏对计算机的层次理解,那么其基本素养是值得怀疑的,其思考基础是有欠缺的。 当我们沉浸在这样或者那样的编程教程里,沉浸在大量的语法架构之中的时候,反而常常因为这样或者那样一门复杂的技术而忘记计算机系统的构成其本身。  

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越来越觉得,这本书的价值远远超过我网购总价 84 元。 翻译、印刷、排版、纸张等等都非常地好,远比第一版好多了。 它使我一点点地明白了以前未知的、理解模糊的重要知识点。这学期刚好在上“计算机系统结构” 这门课,用的是张晨曦老师的教材,主任一直夸这本教材是目前国内...  

用户评价

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这本书的另一个亮点在于其逻辑严谨的组织结构。作者似乎深谙“循序渐进”的教学之道,从最基础的概念出发,逐步构建起对整个计算机系统的认知。即便是一个对计算机系统了解甚少的新手,也能在作者的引导下,逐步理解那些看似晦涩的技术术语。我特别喜欢他在介绍内存管理时的方式,他首先从物理内存的结构讲起,然后深入到虚拟内存的概念,并详细解释了页表、TLB等关键组件的作用。更让我惊喜的是,作者还探讨了不同的内存分配算法,如首次适应、最佳适应等,并分析了它们在实际应用中的性能表现和优缺点。这种层层递进的讲解方式,使得我能够真正理解内存管理在整个系统中的重要性,以及它对程序性能的影响。

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这本书在讨论操作系统内核方面的内容也相当精彩。作者对于进程管理、内存管理、文件系统和I/O管理的阐述,都达到了很高的专业水准。他详细介绍了Linux内核中进程调度的多种策略,如CFS(Completely Fair Scheduler),并分析了其公平性和实时性方面的表现。对于虚拟内存的实现,作者更是深入到了页表、TLB、页面置换算法等细节,并解释了它们如何协同工作以管理大量的进程地址空间。我特别欣赏作者在分析文件系统时,对ext4、NTFS等常见文件系统的特性进行对比,并分析了它们在性能、可靠性和功能上的差异。

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这本书的语言风格也非常吸引人。作者的写作不仅仅是技术内容的堆砌,而是充满了一种智慧和洞察力。他的语言清晰、流畅,即使在讨论最复杂的概念时,也能做到通俗易懂。我尤其欣赏作者在解释并发和并行概念时所使用的比喻,它们非常形象,能够帮助我快速抓住核心要点。例如,他将并发比作“同时切菜但只用一把刀”,而将并行比作“多个人同时切菜,各自用自己的刀”。这种贴切的比喻,瞬间消除了我对这两个概念的混淆。此外,作者在一些章节中穿插的案例研究,更是让理论知识鲜活起来,让我能够看到这些技术在现实世界中的应用。

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对于我这样在计算机领域深耕多年的从业者来说,这本书的价值在于它提供了全新的视角来审视那些我习以为常的技术。作者对于操作系统调度算法的探讨,让我对进程切换、线程同步等概念有了更深刻的理解。他不仅仅是介绍算法本身,更重要的是,他分析了不同算法在不同负载下的表现,以及如何根据实际需求来选择最合适的调度策略。例如,在多核环境下,作者对比了全局队列调度和每个核拥有独立队列调度的优劣,并分析了它们如何影响缓存命中率和任务的响应时间。这种将理论与实践紧密结合的分析,为我提供了宝贵的参考,也激发了我对现有系统进行优化的灵感。

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我对本书在数据库系统方面的论述给予高度评价。作者并没有将数据库系统作为计算机系统的一部分而简单带过,而是对其进行了深入的探讨。他对关系型数据库的ACID特性(原子性、一致性、隔离性、持久性)的解释,以及事务隔离级别(读未提交、读已提交、可重复读、串行化)的详细分析,让我对数据库的可靠性有了更深的理解。此外,作者还探讨了索引的原理,如B-Tree和Hash索引,以及它们如何加速数据检索。更让我惊喜的是,作者还提及了NoSQL数据库的兴起,并简要介绍了其不同于关系型数据库的特点和应用场景,这为我打开了新的视野。

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总而言之,这本书的内容之丰富、分析之深刻、组织之严谨,都远超我的预期。作者不仅能够精准地阐述复杂的计算机科学概念,更能以一种引人入胜的方式将其呈现给读者。对于任何希望深入了解计算机系统本质的人来说,这本书都是不可或缺的读物。我将这本书推荐给所有对计算机科学充满热情的朋友,相信你们也会和我一样,在阅读过程中获得巨大的启发和知识的提升。这本书的出版,无疑为我们提供了一个极佳的学习平台,让我们能够站在巨人的肩膀上,继续探索计算机科学的奥秘。

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作者在书中对存储系统的讲解也让我受益匪浅。他从硬盘的机械结构到固态硬盘的工作原理,都进行了详尽的介绍。我尤其喜欢他对RAID(廉价磁盘冗余阵列)的分析,他不仅解释了RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 10等不同级别的实现方式,还分析了它们在性能、可靠性、成本等方面的权衡。此外,书中对SSD的NAND闪存技术、磨损均衡、垃圾回收等机制的深入探讨,也让我对现代存储技术有了更清晰的认识。他通过模拟数据读写过程,揭示了SSD如何在有限的寿命内保持高性能,以及如何通过算法优化来延长SSD的使用寿命。

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我特别喜欢书中关于网络协议栈的论述。作者将TCP/IP模型娓娓道来,从物理层到应用层,层层剖析。他不仅仅是介绍每个层次的功能,更重要的是,他深入探讨了各个层次之间的交互关系,以及数据在网络中传输的完整流程。对于HTTP协议的讲解,更是细致入微,他详细阐述了HTTP请求和响应的报文结构,GET、POST等请求方法的区别,以及Cookie、Session等机制在Web应用中的作用。更让我印象深刻的是,作者还模拟了网络拥塞的场景,并分析了TCP的拥塞控制算法是如何工作的,以确保网络的稳定运行。这种对网络通信全貌的展现,让我对互联网的运行有了更宏观和深入的认识。

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这本书的出版,无疑为计算机科学领域的研究者和爱好者们带来了一场盛宴。我怀着无比期待的心情翻开了它,并被其内容深深吸引。首先,其深度和广度都令人印象深刻。作者并没有满足于浅尝辄止的介绍,而是深入到计算机系统的核心,从硬件的底层逻辑到软件的运行机制,都进行了详尽的剖析。例如,在讲述CPU架构的部分,作者不仅仅罗列了各种指令集和流水线技术,更重要的是,他通过生动的比喻和深入的解释,揭示了这些技术是如何协同工作,以最大限度地提升计算效率的。我尤其欣赏作者在阐述缓存一致性协议时所展现出的严谨性,他不仅解释了MESI等协议的工作原理,还模拟了多处理器环境中可能出现的各种并发场景,并分析了协议如何解决这些问题,确保数据的一致性。这种对细节的关注,使得读者在理解复杂概念时,能够建立起清晰的脉络,避免了似是而非的模糊认识。

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这本书对于理解现代计算机体系结构至关重要。作者对指令集架构(ISA)的深入剖析,让我明白了RISC和CISC指令集设计的哲学差异,以及它们对处理器性能和功耗的影响。他详细讲解了x86和ARM架构的特点,并分析了它们在不同应用场景下的优势。此外,书中对于流水线技术、乱序执行、分支预测等现代处理器优化技术的阐述,也让我大开眼界。我尤其欣赏作者在解释分支预测时所使用的动态预测模型,他详细说明了如何利用历史执行信息来预测分支的方向,以及分支预测失败可能带来的性能损失。这种对处理器内部工作机制的精细描绘,极大地提升了我对计算机性能瓶颈的认识。

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这本书中规中矩,适合高中文化程度人士(就是本科生啦)阅读。个别地方,例如垃圾回收可以谈得更多一些,比如讲讲java基于generation的回收方式,不过看来老先生不待见java. 为什么豆瓣评分这么高,是技校学生们干的么?

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预习~

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这本书中规中矩,适合高中文化程度人士(就是本科生啦)阅读。个别地方,例如垃圾回收可以谈得更多一些,比如讲讲java基于generation的回收方式,不过看来老先生不待见java. 为什么豆瓣评分这么高,是技校学生们干的么?

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大概翻了一下,没有静下心仔细看。日后有时间仔细研究。

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系统教科书里最好的,没有之一!神书不解释

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