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基本信息

原书名：WRITE GREAT CODE:Volume 1:Understanding the Machine

作者： （美）Hyde R译者： 韩东海

出版社：电子工业出版社

ISBN：7121024047

上架时间：2006-4-28

出版日期：2006 年4月

开本：16开

页码：468

版次：1-1

内容简介

各位程序员一定希望自己编写的代码是能让老板赞赏、满意的代码；是能让客户乐意掏钱购买的代码；是能让使用者顺利使用的代码；是能让同行欣赏赞誉的代码；是能让自己引以为豪的卓越代码。

本书作者为希望能编写出卓越代码的人提供了自己积累的关于卓越编程的真知灼见。它弥补了计算机科学和工程课程中被忽略的一个部分——底层细节，而这正是构建卓越代码的基石。具体内容包括：计算机数据表示法，二进制数学运算与位运算，内存组织与内存访问，数据类型及其表示，布尔逻辑与数字设计，CPU体系结构，CPU指令集的体系结构，内存体系与内存组织，计算机系统如何与外界通信等。

目录

1 编写卓越代码须知.

1.1 编程卓越之道系列 1

1.2 本卷内容 3

1.3 本卷所做的假设 5

1.4 卓越代码的各项特征 6

1.5 本卷涉及的环境 7

1.6 获取更多信息 8

2 数值表示

2.1 什么是数 10

2.2 计数系统（numbering system） 11

2.2.1 十进制位值计数系统 11

2.2.2 进制（基数） 12

2.2.3 二进制计数系统 13

2.2.4 十六进制计数系统 15

2.2.5 八进制（基数为8）计数系统 18

2.3 数/字符串转换 19

2.4 数的内部表示 21

2.4.1 位（bits） 21

2.4.2 位串 22

2.5 有符号数与无符号数 24

.2.6 二进制数一些有用的特性 25

2.7 符号扩展，零扩展，以及缩减 27

2.8 饱和操作（saturation） 30

2.9 二进制编码的十进制（bcd）表示法 31

2.10 定点表示法 33

2.11 比例数格式（scaled numeric formats） 35

2.12 有理数表示法 38

2.13 获取更多信息 38

3 二进制算术与位运算

3.1 二进制数与十六进制数的算术运算 39

3.1.1 二进制加法 40

3.1.2 二进制减法 41

3.1.3 二进制乘法 42

3.1.4 二进制除法 43

3.2 位逻辑运算 46

3.3 二进制数和位串（bit string）的逻辑运算 47

3.4 有用的位运算 48

3.4.1 使用与运算检测位串的各个位 48

3.4.2 使用与运算来检测一组位是零/非零 49

3.4.3 比较一个位串中的一组位 49

3.4.4 使用逻辑与创建模-n计数器（modulo-n counters） 51

3.5 移位（shift）与循环移位（rotate） 52

3.6 位域与打包（packed）数据 55

3.7 打包与解包数据 60

3.8 获取更多信息 64

4 浮点表示法

4.1 浮点运算简介 66

4.2 ieee浮点数格式 71

4.2.1 单精度浮点格式 72

4.2.2 双精度浮点格式 74

4.2.3 扩展精度浮点格式 74

4.3 规格化（normalization）与反向规格化（denormalized）数 75

4.4 舍入（rounding） 77

4.5 特殊的浮点数 78

4.6 浮点异常 79

4.7 浮点运算 80

4.7.1 浮点表示 80

4.7.2 浮点加法与减法 81

4.7.3 浮点乘法与除法 92

4.8 获取更多信息 100

5 字符表示法

5.1 字符数据 104

5.1.1 ascii字符集 104

5.1.2 ebcdic字符集 107

5.1.3 双字节字符集 108

5.1.4 unicode字符集 109

5.2 字符串 110

5.2.1 字符串格式 111

5.2.2 字符串类型：静态，伪动态，以及动态字符串 116

5.2.3 字符串引用计数 117

5.2.4 delphi/kylix字符串 118

5.2.5 创建你自己的字符串格式 119

5.3 字符集合 119

5.3.1 字符集合的幂集表示法 120

5.3.2 字符集合的列表表示法 120

5.4 设计你自己的字符集 121

5.4.1 设计一种高效的字符集 122

5.4.2 为数字分组字符码 124

5.4.3 分组字母字符 124

5.4.4 比较字母字符 126

5.4.5 其他字符分组 128

5.5 获取更多信息 131

6 内存组织与访问

6.1 基本的系统组成部分 134

6.1.1 系统总线 134

6.1.2 地址总线 135

6.1.3 控制总线 136

6.2 内存物理组织 137

6.2.1 8 位地址总线 139

6.2.2 16位数据总线 140

6.2.3 32位数据总线 142

6.2.4 64位总线 143

6.2.5 在非80x86处理器上访问小数据单位 143

6.3 大端组织与小端组织 144

6.4 系统时钟 149

6.4.1 内存访问与系统时钟 151

6.4.2 等待状态 152

6.4.3 高速缓存内存 153

6.5 cpu内存访问 157

6.5.1 直接内存寻址模式 158

6.5.2 间接寻址模式 158

6.5.3 变址寻址模式 159

6.5.4 比例变址寻址模式 160

6.6 获取更多信息 160

7 复合数据类型与内存对象

7.1 指针类型 162

7.1.1 指针的实现 163

7.1.2 指针与动态内存分配 164

7.1.3 指针操作与指针运算 164

7.2 数组 169

7.2.1 数组声明 169

7.2.2 数组在内存中的表示 172

7.2.3 访问数组元素 173

7.2.4 多维数组 174

7.3 记录/结构 181

7.3.1 pascal/delphi中的记录 181

7.3.2 c/c++中的记录 182

7.3.3 hla中的记录 182

7.3.4 记录的内存存储 183

7.4 判别式联合 185

7.4.1 c/c++中的联合 186

7.4.2 pascal/delphi/kylix中的联合 186

7.4.3 hla中的联合 187

7.4.4 联合的内存存储 187

7.4.5 联合的其他用途 188

7.5 获取更多信息 189

8 布尔逻辑与数字设计

8.1 布尔代数 192

8.1.1 布尔运算符 192

8.1.2 布尔代数的公理 192

8.1.3 布尔运算符优先级 194

8.2 布尔函数与真值表 194

8.3 函数号 197

8.4 布尔表达式的代数运算 198

8.5 标准型 199

8.5.1 最小项之和标准型与真值表 200

8.5.2 使用代数方法得到最小项之和标准型 202

8.5.3 最大项之积标准型 203

8.6 布尔函数化简 204

8.7 但是，这些和计算机又有什么关系呢？ 212

8.7.1 电子线路与布尔函数的对应 213

8.7.2 组合电路 214

8.7.3 时序与钟控逻辑（sequential and clocked logic） 220

8.8 获取更多信息 224

9 cpu体系结构

9.1 cpu设计基础 225

9.2 指令解码与执行：随机逻辑与微码 228

9.3 指令执行详解 229

9.3.1 mov指令 230

9.3.2 add指令 232

9.3.3 jnz指令 234

9.3.4 loop指令 234

9.4 并行——提高处理速度的关键 235

9.4.1 预取队列 238

9.4.2 妨碍预取队列性能的情况 242

9.4.3 流水线操作——重叠执行多条指令 243

9.4.4 指令高速缓存——提供访问内存的多条通路 247

9.4.5 流水线相关（pipeline hazards） 249

9.4.6 超标量运算——并行执行指令 251

9.4.7 乱序执行（out-of-order execution） 253

9.4.8 寄存器重命名 253

9.4.9 甚长指令字（vliw）体系结构 255

9.4.10 并行处理 255

9.4.11 多处理 257

9.5 获取更多信息 258

10 指令集体系结构

10.1 指令集设计的重要性 260

10.2指令设计基本目标 261

10.2.1 选择指令长度 263

10.2.2 规划未来 265

10.2.3 选择指令 266

10.2.4 给指令指派操作码 266

10.3 y86假想处理器 267

10.3.1 y86的限制 268

10.3.2 y86指令 268

10.3.3 y86的寻址模式 270

10.3.4 y86指令编码 271

10.3.5 y86指令编码举例 274

10.3.6 扩展y86指令集 278

10.4 80x86指令编码 279

10.4.1 编码指令操作码 281

10.4.2 add指令编码的例子 287

10.4.3 编码立即操作数 291

10.4.4 8，16，与32位操作数编码 292

10.4.5 指令的替代编码（alternate encoding） 292

10.5 指令集设计对程序员的意义 293

10.6 获取更多信息 293

11 内存体系结构与组织

11.1 内存层次结构 295

11.2 内存层次结构是如何工作的 298

11.3 内存子系统的相对性能 300

11.4 高速缓存体系结构 302

11.4.1 直接映射高速缓存 303

11.4.2 全相联高速缓存 304

11.4.3 n路组相联高速缓存 304

11.4.4高速缓存方案与数据访问类型的匹配 305

11.4.5 缓存线替换策略 306

11.4.6 写数据到内存中 307

11.4.7 高速缓存使用与软件 308

11.5 虚存，保护，以及页面调度 309

11.6 颠簸 312

11.7 numa与外围设备 313

11.8 编写理解内存层次结构的软件 314

11.9 运行时内存组织 316

11.9.1 静态与动态对象，绑定，以及生命期 317

11.9.2 代码，只读，以及常量段 319

11.9.3 静态变量段 319..

11.9.4 未初始化存储（bss）段 319

11.9.5 栈段 320

11.9.6 堆段与动态内存分配 321

11.10 获取更多信息 328

12 输入与输出（i/o）

12.1 将cpu与外界相连 330

12.2 将端口连接到系统的其他方式 333

12.3 i/o机制 334

12.3.1 内存映射输入输出 334

12.3.2 输入输出与高速缓存 335

12.3.3 i/o映射输入/输出 335

12.3.4 直接内存访问（dma） 336

12.4 输入输出速度等级 337

12.5 系统总线与数据传输率 338

12.5.1 pci总线的性能 339

12.5.2 isa总线的性能 340

12.5.3 agp总线 341

12.6 缓冲 341

12.7 握手 342

12.8 i/o端口的超时 343

12.9 中断与轮询方式i/o 344

12.10 保护模式操作与设备驱动程序 345

12.10.1 设备驱动程序（device drivers） 346

12.10.2 与设备驱动程序以及“文件”通信 347

12.11 深入研究各种pc外设 347

12.12 键盘 348

12.13 标准pc并口 349

12.14 串口 351

12.15 磁盘驱动器 352

12.15.1 软盘驱动器 352

12.15.2 硬盘驱动器 352

12.15.3 raid系统 358

12.15.4 zip与其他光读软盘驱动器 359

12.15.5 光驱（optical drive） 359

12.15.6 cd-rom，cd-r，cd-r/w，dvd，dvd-r，

dvd-ram与dvd-r/w驱动器 360

12.16 磁带驱动器 362

12.17 闪存 363

12.18 ram盘与半导体盘 365

12.19 scsi设备与控制器 367

12.20 ide/ata接口 372

12.21 大容量存储设备上的文件系统 374

12.21.1 使用空闲空间位图（bitmap）管理文件 377

12.21.2 文件分配表 378

12.21.3 块表文件组织 381

12.22 编写处理大容量存储设备上的数据的软件 385

12.22.1 文件访问性能 386

12.22.2 同步与异步i/o 387

12.22.3 i/o类型的影响 388

12.22.4 内存映射文件 389

12.23 通用串行总线（usb） 390

12.23.1 usb的设计 390

12.23.2 usb的性能 392

12.23.3 usb传输的类型 393

12.23.4 usb设备驱动程序 395

12.24 鼠标，触控板与其他指点设备 396

12.25 操纵杆与游戏控制器 397

12.26 声卡 399

12.26.1 音频接口外设如何产生声音 400

12.26.2 音频与midi文件格式 401

12.26.3 编程处理音频设备 403

12.27 获取更多信息 403...

运用底层语言思想

编写高级语言代码

a ascii字符集