内容简介

本书从程序员的视角详细阐述计算机系统的本质概念，并展示这些概念如何实实在在地影响应用程序的正确性、性能和实用性。

全书共 12 章，主要内容包括信息的表示和处理、程序的机器级表示、处理器体系结构、优化程序性能、存储器层次结构、链接、异常控制流、虚拟存储器、系统级 I/O、网络编程、并发编程等。书中提供大量的例子和练习，并给出部分答案，有助于读者加深对正文所述概念和知识的理解。

本书的最大优点是为程序员描述计算机系统的实现细节，帮助其在大脑中构造一个层次型的计算机系统，从最底层的数据在内存中的表示到流水线指令的构成，到虚拟存储器，到编译系统，到动态加载库，到最后的用户态应用。通过掌握程序是如何映射到系统上，以及程序是如何执行的，读者能够更好地理解程序的行为为什么是这样的，以及效率低下是如何造成的。

本书适合那些想要写出更快、更可靠程序的程序员阅读，也适合作为高等院校计算机及相关专业本科生、研究生的教材。

作者简介

Randal E.Bryant　1973 年于密歇根大学（University of Michigan）获得学士学位，随即就读于麻省理工学院的研究生院，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-梅隆大学的教师。他现在是计算机科学的大学教授和计算机科学学院的院长。他同时还受邀于电子和计算机工程系。

他从事本科生和研究生计算机系统方面课程的教学超过 30 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的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 15-213“计算机系统导论”课程，那便是此书的基础。他还教授一些有关算法、编程、计算机网络和 VLSI（超大规模集成电路）设计方面的课程。

Bryant 教授的主要研究内容是设计软件工具来帮助软件和硬件设计者验证其系统正确性。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 150 多篇技术论文。

包括 Intel、FreeScale、IBM 和 Fujitsu 在内的主要计算机制造商都使用着他的研究成果。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，ACM 颁发的 Kanellakis 理论与实践奖，还有 IEEE 授予的 W.R.G.Baker 奖、Emmanuel Piore 奖和 Phil Kaufman 奖。他还是 ACM 院士、IEEE 院士和美国国家工程院院士。

David R.O’Hallaron 现为 Intel 匹兹堡实验室主任，卡内基-梅隆大学电子和计算机工程系副教授。在弗吉尼亚大学获得计算机科学的博士学位。

他教授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、计算机系统导论、并行处理器设计和 Internet 服务。

他和 Bryant 教授一起开设了“计算机系统导论”课程，那便是此书的基础。2004 年他获得了 CMU 计算机学院颁发的 Herbert Simon 杰出教学奖，这个奖项的获得者是基于学生的投票产生的。

O’Hallaron 教授从事计算机系统领域的研究，主要兴趣在于科学计算、数据密集型计算和虚拟化方面的软件系统。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提高对强烈地震中大地运动的预测能力。

2003 年，他同 Quake 项目中其他成员一起获得了高性能计算领域中的最高国际奖项—Gordon Bell 奖。