Рэндал Э. Брайант , Дэвид Р. О'Халларон - Компьютерные системы: архитектура и программирование

Рэндал Э. Брайант
Дэвид Р. О'Халларон

Компьютерные системы:

архитектура и программирование
3-е издание

Computer Systems

A Programmer’s Perspective
Third edition

Randal E. Bryant

Carnegie Mellon University

David R. O’Hallaron
Carnegie Mellon University

Компьютерные системы:

архитектура и программирование
3-е издание

Рэндал Э. Брайант

университет Карнеги–Меллона

Дэвид Р. О'Халларон

университет Карнеги–Меллона

Москва, 2022

УДК 004.2
ББК 32.972
Б87

Б87 Рэндал Э. Брайант, Дэвид Р. О'Халларон
Компьютерные системы: архитектура и программирование. 3-е изд. /
пер. с англ. А. Н. Киселева. – М.: ДМК Пресс, 2022. – 994 с.: ил.
ISBN 978-5-97060-492-2
В книге описываются стандартные элементы архитектуры, такие как центральный процессор, память, порты ввода-вывода, а также операционная система, компилятор, компоновщик и сетевое окружение. Демонст­рируются способы
представления данных и программ на машинном уровне, приемы оптимизации
программ, особенности управления потоками выполнения и виртуальной памятью, а также методы сетевого и параллельного программирования. Приведенные в книге примеры для процессоров, совместимых с Intel (x86_64), написаны
на языке C и выполняются в операционной системе Linux.
Издание адресовано студентам и преподавателям по IT-специальностям,
а также будет полезно разработчикам, желающим повысить свой профес­
сиональный уровень и писать программы, эффективно использующие возможности компьютерной архитектуры.

Authorized translation from the English language edition, entitled Computer Systems:
A Programmer’s Perspective, 3rd Edition, by Randal E. Bryant and David R. O’Hallaron, published
by Pearson Education, Inc, publishing as Pearson, Copyright © 2016.
Все права защищены. Любая часть этой книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме и какими бы то ни было средствами без письменного разрешения
владельцев авторских прав.
Материал, изложенный в данной книге, многократно проверен. Но, поскольку вероятность технических ошибок все равно существует, издательство не может гарантировать
абсолютную точность и правильность приводимых сведений. В связи с этим издательство
не несет ответственности за возможные ошибки, связанные с использованием книги.

ISBN 978-0-13-409266-9 (англ.)
ISBN 978-5-97060-492-2 (рус.)

Copyright © 2016, 2011, and 2003 by
Randal E. Bryant and David R. O'Hallaron, 2021
© Оформление, перевод на русский язык,
издание, ДМК Пресс, 2022

Cтудентам и преподавателям курса 15-213
университета Карнеги–Меллона, вдохновившим
нас на переработку и уточнение этого издания

Оглавление
Предисловие от издательства...................................................................... 17
Вступление..................................................................................................... 18
Об авторах...................................................................................................... 34
Глава 1. Экскурс в компьютерные системы................................................ 36
1.1. Информация – это биты + контекст...........................................................38
1.2. Программы, которые переводятся другими программами
в различные формы....................................................................................39
1.3. Как происходит компиляция.....................................................................41
1.4. Процессоры читают и интерпретируют инструкции, хранящиеся
в памяти.......................................................................................................42
1.4.1. Аппаратная организация системы............................................................... 42
1.4.2. Выполнение программы hello...................................................................... 44
1.5. Различные виды кеш-памяти....................................................................46
1.6. Устройства памяти образуют иерархию....................................................47
1.7. Операционная система управляет работой аппаратных средств............48
1.7.1. Процессы........................................................................................................ 49
1.7.2. Потоки............................................................................................................. 50
1.7.3. Виртуальная память....................................................................................... 51
1.7.4. Файлы.............................................................................................................. 53
1.8. Обмен данными в сетях..............................................................................53
1.9. Важные темы...............................................................................................55
1.9.1. Закон Амдала................................................................................................. 56
1.9.2. Конкуренция и параллелизм........................................................................ 57
1.9.3. Важность абстракций в компьютерных системах....................................... 60
1.10. Итоги..........................................................................................................61
Библиографические заметки................................................................................. 61
Решения упражнений............................................................................................. --">