小土刀

【计算机系统导论】前言

我们身处一个伟大的时代,一个变革巨大的时代,一个数字化的时代。纵观数次工业革命,从蒸汽机、电灯再到计算,我们对这个世界的认识,与这个世界的互动也在不断改变。这些改变是时代前行在我们身上的表现,同时也是一种推动力。这股力量是如此的迫切与猛烈,无论是国家还是个人,都需要考虑自己在浪潮中所处的位置。


我们身处一个伟大的时代,一个变革巨大的时代,一个数字化的时代。纵观数次工业革命,从蒸汽机、电灯再到计算,我们对这个世界的认识,与这个世界的互动也在不断改变。这些改变是时代前行在我们身上的表现,同时也是一种推动力。这股力量是如此的迫切与猛烈,无论是国家还是个人,都需要考虑自己在浪潮中所处的位置。

计算机原本只是一门科学,而现在看来更是一种生存技能。计算机和这个世界的运转结合得越紧密,对我们自身的要求就越高。我们若是想去理解构造在数字之上的新世界,就必须要了解数字世界的基础——计算机。因为技术发展和积累得较晚,国内的计算机教育一直以来亦步亦趋地跟随着国外,在千千万万教育工作者和计算机相关从业者的不懈努力下,我们现在能够惊喜地发现,中国已经越来越多出现在了新时代的舞台上。

能力越大,责任越大。中国不仅仅可以是技术发展的受益者,更应当成为时代进步的推动者。我们不能满足于使用技术,应该去创造技术,而这一切离不开对技术本身的掌握和理解,这也正是撰写本书的初衷。计算机科学是一门理论结合实践的科学,涉及到诸多领域,并且对经济文化和工业生产产生了巨大的影响。这就要求我们在学习时,除了掌握基本原理,也应该去关注相关领域的发展趋势。

现代计算机技术从硬件开端,再经过软件时代的快速发展,逐渐走入了硬件软件相结合的阶段。我们不仅需要理解硬件,也需要理解软件,它们在各个层次上的对应关系实际上决定了计算机系统的架构与设计。过去的教材往往人为把软硬件区别开来,实际上硬件与软件本不分家。所谓硬件和软件,其实只是计算机系统的两个组成部分的名称而已。一个问题,可以用硬件解决,也可以用软件解决,我们需要考虑的是如何让它们协同工作才能把事情做得更好。

正因如此,本书的目标之一是在读者脑中真正把硬件与软件联结起来,会从最基本原理的原理入手,再到具体实现与应用,并通过计算机系统的发展历程揭示优秀工程设计的共性,即性能、成本和能耗间的动态平衡。本书的另一个目标是把计算机在本土的和国际的最新发展介绍给大家,从龙芯到移动计算与云计算都会涉及。

如果想把事情做到最好,我们需要知道事情是如何运作的,也知道当出现故障的时候如何修复。能和各种大师活在同一个时代,也算是学计算机的一些慰藉。不像数学物理化学这些学科,那些高山仰止的名字,早已入土。

编译器、计算机体系结构、操作系统、嵌入式系统、互联网、网络安全

本书适合以下读者:想要了解计算机系统的基本组成和工作机制的本科低年级学生或计算机爱好者;已有程序编写经验但是对底层相关概念不甚清晰的程序员和编程爱好者。

写作思路

贴近实际,结合工作中的感受,拉近学术界与工业界的距离
在保证准确度的情况下,多用比喻让学生容易理解,也可以借此串起各个知识点
使用类似打怪升级的模式,告诉学生能做什么、该怎么去做,保持学生兴趣
结合各个领域的实践,指路,而不是帮助学生走路,引导为主

如何阅读本书

基本概念、实例推导与思考过程、还原设计情境、具体实验探索

每章内容由浅入深,包含拓展章节,可以根据需要进行选择

具体的编排考虑,参考 csapp 第零

本书遵循『先抽象再实现』的方式,每一章开头先有背景知识部分,用来描述相关概念和通用的硬件或者软件系统。接下来的规范详述部分提供了对系统抽象的明确描述,即它能提供何种服务。再接下来的实现部分继续讨论如何来实现抽象。之后的观点部分强调每章当中没有考虑却又值得注意的一些问题。每章的最后都是项目部分,提供了逐步进行构建的说明、测试程序和用于实际进行构建并进行单元测试的软件工具

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致谢

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