IBM Pc-DOS Programmer's Reference Guide pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Brady

作者:Ray Duncan

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1987-04

价格:USD 19.95

装帧:Paperback

isbn号码:9780893035235

丛书系列:

图书标签:

• IBM PC-DOS
• DOS
• 编程
• 参考手册
• 程序员
• 技术
• 计算机
• MS-DOS
• IBM
• 指南

《System Programming in the Age of the Early IBM PC: A Comprehensive Look at Early Operating System Architectures and Low-Level Hardware Interaction》 引言：跨越时代的软件构建哲学 本书旨在深入探讨 1980 年代初期，个人计算机系统（尤其是 IBM PC 及其兼容机平台）的底层编程范式、操作系统内核的构造逻辑，以及软件如何直接与硬件资源进行交互的复杂艺术。在那个内存受限、处理器性能尚处于萌芽阶段的时代，程序员必须以一种近乎汇编语言的精细度来思考程序结构和资源分配。本书不是对某一特定操作系统或工具集的直接手册，而是一部关于构建高效、可靠、适应性强之底层软件的方法论和原理学专著。 我们将穿越时间，重访早期系统软件设计中至关重要的几个支柱：内存管理、中断处理、设备驱动的初始化，以及面向硬件的编程实践。 第一部分：早期 PC 架构的基石与限制 (The Bedrock of Early PC Architecture) 本部分将首先对 IBM PC 及其兼容机系列所采用的核心硬件配置进行详尽的分析，重点关注那些直接影响软件设计决策的因素。 1.1 处理器环境与指令集剖析：Intel 8088/8086 时代的编程约束 我们将详细审视 8088/8086 架构的特性，包括其分段式内存寻址（Segmented Memory Model）的内在复杂性。讨论如何处理远跳转、近跳转，以及段寄存器（CS, DS, SS, ES）的有效管理。重点解析向量中断的调用机制，以及如何优化那些在现代处理器上被视为理所当然的简单操作（如字符串操作、乘除法）在早期硬件上的实现成本。特别关注如何在有限的寄存器资源内实现高效的状态保存与恢复。 1.2 内存拓扑结构与地址映射 个人计算机早期的内存布局是软件效率的决定性因素。本章将详细描述 640KB 限制的成因，并深入解析 ROM (BIOS) 区域、基本内存 (Conventional Memory)、扩展内存 (Expanded Memory, EMS) 及其相关的硬件管理芯片（如 8237 DMA 控制器和 8259 PIC）的地址映射机制。我们将探讨 TSR (Terminate and Stay Resident) 程序如何在内存中驻留并安全地释放控制权给上层应用程序，以及如何规避关键系统区域的冲突。 1.3 系统初始化与固件的介入 系统启动流程是理解早期操作环境的钥匙。本书将详尽描述 POST (Power-On Self-Test) 过程，以及 BIOS (Basic Input/Output System) 如何接管控制权。我们将分析 BIOS 所提供的中断服务例程 (Interrupt Service Routines, ISRs) 的结构，这些服务是如何作为第一层软件抽象，为上层系统提供对软盘驱动器、键盘、显示适配器（如 MDA 和 CGA）的基础访问能力的。理解这些固件的局限性，是编写绕过或扩展这些服务的驱动程序的前提。 第二部分：系统级软件的组织与抽象 (Structuring System-Level Software) 本部分关注操作系统如何在其底层资源之上构建出稳定、可用的环境。 2.1 中断处理与上下文切换的艺术 在缺乏现代保护模式的保护下，中断管理是系统稳定性的核心。我们将系统地解析 8259 可编程中断控制器 (PIC) 的工作原理，包括其初始化、屏蔽、优先级管理和链式中断处理技术。深度剖析软件如何安全地“钩住”（Hook）系统中断向量，以实现非侵入性的系统监控或功能扩展，同时保证在中断服务程序执行完毕后，能准确地恢复原始上下文。 2.2 早期文件系统的结构与访问机制 我们将跳过对特定高层文件系统（如 FAT 的表面结构）的简单描述，转而聚焦于文件系统驱动程序（FDD）的设计哲学。讨论如何通过软盘控制器（如 NEC 765 或兼容芯片）的底层 I/O 端口进行数据同步和寻道操作。分析文件分配表（FAT）如何被设计用于低容量、高延迟的存储介质，以及操作系统如何实现基本的目录查找和数据块读取的抽象层。 2.3 任务管理与并发的初步尝试 在单任务、协作式多任务的背景下，理解“并发”的实现至关重要。本章将分析在没有硬件 MMU (Memory Management Unit) 支持下，应用程序如何通过系统调用请求资源。探讨计时器中断（Timer Interrupt）在实现协作式时间片轮转（Time Slicing）中的作用，以及进程状态的切换是如何在纯软件层面完成的——包括堆栈的保存、指令指针的重定向以及关键寄存器的备份。 第三部分：设备驱动程序的深度交互 (Deep Interaction with Device Drivers) 设备驱动是系统与外部世界沟通的桥梁。本部分将教授如何构建能直接操作硬件的软件模块。 3.1 端口 I/O (Port I/O) 与内存映射 I/O (Memory-Mapped I/O) 的实践 本章将通过具体的编程示例，演示如何使用 IN/OUT 指令与 I/O 端口进行通信。我们将详细分析键盘控制器（如 8042 兼容芯片）的命令集，以及如何编写驱动程序来读取键盘缓冲区并解析扫描码。对于内存映射设备（如早期的视频内存），则重点讨论如何精确地写入特定的显存地址以实现图形刷新，并解释 DMA (Direct Memory Access) 在减轻 CPU 负载方面的原理和集成方法。 3.2 驱动程序的加载、链接与资源冲突解决 探讨在系统启动阶段，驱动程序如何被识别、加载到内存中，并与操作系统内核进行“握手”。讨论设备资源（如中断请求线 IRQ 和 I/O 端口地址）的分配策略，以及在早期的多设备系统中，程序员如何通过软件手段协商和避免资源冲突，确保多个驱动程序能够共存而不导致系统崩溃。 结语：留存的遗产与教训 本书的最终目标是揭示在计算资源极端匮乏的时代，软件工程师为实现功能所展现出的创造力、严谨性与对底层原理的深刻洞察。这些知识不仅是历史的回顾，更是对当代软件开发者的提醒：理解系统的物理限制，是构建健壮和高性能系统的永恒基石。本书的内容完全基于对早期系统架构的通用理解和底层编程原理的深入探讨，不依赖于任何特定产品的使用手册或特定的应用编程接口（API）说明。

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这本书的结构布局，简直是教科书式的严谨。它不像现在很多技术书籍那样，为了迎合市场碎片化的阅读习惯而将内容切得支离破碎，而是遵循着一个非常清晰的逻辑链条，从最基础的内存管理概念，一步步过渡到复杂的I/O端口操作。我尤其欣赏作者在章节过渡时所使用的那些非常平滑的引导句，它们像是一条条无形的丝线，将看似独立的知识点巧妙地串联起来，使得读者在学习一个复杂模块时，不会感到思维的突然跳跃。比如，在讲解中断处理机制时，作者先用了大量的篇幅来铺垫硬件寄存器的状态，然后才引入软件处理流程，这种层层递进的讲解方式，极大地降低了初学者理解系统级编程的门槛。这种“打地基”的教学方法，在当今这个追求“快速上手”的时代，显得尤为珍贵和稀缺。它要求你付出耐心，但也确保了你所构建的知识体系是牢固而可靠的。

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这本书的封面设计，色彩搭配得十分大胆，那种浓烈的蓝与深邃的黑交织在一起，立刻抓住了我的眼球。我记得当时是在一家略显陈旧的二手书店里发现它的，书页边缘已经有些泛黄，散发着一种老旧印刷品特有的、略带霉味的香气，这反而增添了一种历史的厚重感。翻开扉页，那字体排版工整得让人心生敬畏，每一行字都像是经过了极其严谨的计算才放置在那里的，丝毫没有现代排版那种随意的松散感。它不像现在那些设计花哨的编程手册，这本书更像是一份严肃的技术文档，透露出一种不容置疑的权威性。初次接触时，我对于其中涉及的底层机制和汇编语言部分感到些许畏惧，但正是这种专业性，让我确信自己手里握着的并非泛泛之谈，而是一本能真正深入到操作系统核心的宝典。书脊部分，经过多年的翻阅和摆放，已经有些微微的松动，这反而说明了它曾经被多少热衷于探索计算机奥秘的人们反复研读和珍藏。那种沉甸甸的分量感，捧在手里，仿佛就能感受到早期个人计算时代的脉搏。

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阅读过程中的体验，更像是一场与时间对话的旅程。当我尝试去理解书中描述的那些特定的DOS API调用时，我不得不想象自己正坐在一个嗡嗡作响的、只有单色屏幕的CRT显示器前。书中所用的术语和缩写，虽然在今天的标准看来有些过时，但它们精准地描绘了那个时代计算机软件的运行环境。每一个命令的参数解释，都带着浓厚的时代烙印，需要读者具备一定的历史背景知识才能完全领会其背后的设计哲学。我记得有一次，我为了理解书中一个关于磁盘扇区读写的细节描述，不得不到网络上去搜索相关的硬件规格，这种将书本知识与外部资料交叉验证的过程，反而加深了我的理解，让我体会到编程不仅仅是敲击键盘，更是一种对既有技术架构的深入探究。这本书强迫你慢下来，去品味每一个底层操作的意义，而不是仅仅满足于调用一个高层函数了事。

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这本书的价值，随着时间的推移，非但没有贬值，反而因为其内容的“不可复制性”而愈发凸显出来。如今的操作系统环境已经天翻地覆，我们享受着高级语言和抽象层带来的便利，但这本书提供了一种独特的视角——从最原始、最接近硬件指令集的地方审视软件的构建。它就像是一张古老的航海图，虽然如今的导航系统已经精确到了秒级，但了解古代水手如何依靠星辰和洋流定位，对于理解现代导航技术的根基依然至关重要。我将它放在书架上最显眼的位置，不是为了炫耀我拥有过那个时代的工具，而是时常提醒自己，任何复杂系统的背后，都离不开对基础原理的深刻掌握。这本书的语言风格虽然是技术性的，但其蕴含的求知精神和对细节的尊重，是超越任何特定操作系统的永恒财富。

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这本书在理论阐述方面，展现出一种近乎偏执的细节控倾向。它不会仅仅告诉你“这样做就能达到目的”，而是会深入剖析“为什么这样做是必要的，以及不这样做会引发何种后果”。例如，在讲解如何安全地进行内存映像和段寄存器操作时，作者用了足足二十页的篇幅来讨论不同处理器模式下的上下文切换风险。这种详尽到令人发指的程度，对于那些希望成为真正系统工程师的人来说，是无价之宝。我曾经将书中某个关于底层循环优化的示例代码输入到模拟器中进行测试，发现书中描述的性能提升效果，与实际运行结果几乎是毫厘不差，这极大地增强了我对作者严谨态度的信赖。它提供的不是“黑箱”操作指南，而是让你亲手去理解“机器是如何思考”的蓝图。

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