程序是怎样跑起来的

出版者:人民邮电出版社

作者:[日] 矢泽久雄

出品人:图灵教育

页数:272

译者:李逢俊

出版时间:2015-4

价格:39.00元

装帧:平装

isbn号码:9787115385130

丛书系列:图灵程序设计丛书·图解与入门系列

具体描述

本书从计算机的内部结构开始讲起，以图配文的形式详细讲解了二进制、内存、数据压缩、源文件和可执行文件、操作系统和应用程序的关系、汇编语言、硬件控制方法等内容，目的是让读者了解从用户双击程序图标到程序开始运行之间到底发生了什么。同时专设了“如果是你，你会怎样介绍？”专栏，以小学生、老奶奶为对象讲解程序的运行原理，颇为有趣。本书图文并茂，通俗易懂，非常适合计算机爱好者及相关从业人员阅读。

作者简介

作者简介：

矢泽久雄

YAZAWA股份有限公司董事长兼总经理。GrapeCity信息技术集团顾问。电脑作家之友会会长。

曾在某大型电子公司从事过电脑生产，在Software House做过程序员，现主要从事软件包的开发工作。工作之余笔耕不缀，从电路到编程语言均有涉及。代表作有《计算机是怎样跑起来的》《使用C语言学习程序设计的基础》《征服C++类和继承》等。自称软件艺人。

译者简介：

李逢俊

北京易网联信信息技术有限公司CEO。

哈尔滨工业大学硕士毕业后在日工作8年，曾在日本知名游戏公司担任移动互联网部门负责人，拥有丰富的移动游戏开发及运营经验。2011年回国创业，创建易网联信团队（www.easymobi.cn），致力于精品手机游戏的开发及运营。

目录信息

第1章　对程序员来说CPU是什么　　1
1.1　CPU的内部结构解析　　3
1.2　CPU是寄存器的集合体　　6
1.3　决定程序流程的程序计数器　　9
1.4　条件分支和循环机制　　10
1.5　函数的调用机制　　13
1.6　通过地址和索引实现数组　　16
1.7　CPU的处理其实很简单　　17
第2章　数据是用二进制数表示的　　19
2.1　用二进制数表示计算机信息的原因　　21
2.2　什么是二进制数　　23
2.3　移位运算和乘除运算的关系　　25
2.4　便于计算机处理的“补数”　　27
2.5　逻辑右移和算术右移的区别　　31
2.6　掌握逻辑运算的窍门　　34
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向小学生讲解CPU和二进制　　38
第3章　计算机进行小数运算时出错的原因　　41
3.1　将0.1累加100次也得不到10　　43
3.2　用二进制数表示小数　　44
3.3　计算机运算出错的原因　　46
3.4　什么是浮点数　　47
3.5　正则表达式和　　EXCESS系统　　50
3.6　在实际的程序中进行确认　　52
3.7　如何避免计算机计算出错　　55
3.8　二进制数和十六进制数　　56
第4章　熟练使用有棱有角的内存　　59
4.1　内存的物理机制很简单　　61
4.2　内存的逻辑模型是楼房　　65
4.3　简单的指针　　67
4.4　数组是高效使用内存的基础　　69
4.5　栈、队列以及环形缓冲区　　71
4.6　链表使元素的追加和删除更容易　　75
4.7　二叉查找树使数据搜索更有效　　79
第5章　内存和磁盘的亲密关系　　81
5.1　不读入内存就无法运行　　83
5.2　磁盘缓存加快了磁盘访问速度　　84
5.3　虚拟内存把磁盘作为部分内存来使用　　85
5.4　节约内存的编程方法　　88
5.5　磁盘的物理结构　　93
第6章　亲自尝试压缩数据　　97
6.1　文件以字节为单位保存　　99
6.2　RLE　　算法的机制　　100
6.3　RLE　　算法的缺点　　101
6.4　通过莫尔斯编码来看哈夫曼算法的基础　　103
6.5　用二叉树实现哈夫曼编码　　105
6.6　哈夫曼算法能够大幅提升压缩比率　　109
6.7　可逆压缩和非可逆压缩　　110
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向沉迷游戏的中学生讲解内存和磁盘　　114
第7章　程序是在何种环境中运行的　　117
7.1　运行环境=操作系统＋硬件　　119
7.2　Windows克服了CPU以外的硬件差异　　122
7.3　不同操作系统的API不同　　124
7.4　FreeBSD　Port帮你轻松使用源代码　　125
7.5　利用虚拟机获得其他操作系统环境　　127
7.6　提供相同运行环境的　Java虚拟机　　128
7.7　BIOS和引导　　130
第8章　从源文件到可执行文件　　133
8.1　计算机只能运行本地代码　　135
8.2　本地代码的内容　　137
8.3　编译器负责转换源代码　　139
8.4　仅靠编译是无法得到可执行文件的　　141
8.5　启动及库文件　　143
8.6　DLL文件及导入库　　145
8.7　可执行文件运行时的必要条件　　146
8.8　程序加载时会生成栈和堆　　148
8.9　有点难度的Q&A　　150
第9章　操作系统和应用的关系　　153
9.1　操作系统功能的历史　　155
9.2　要意识到操作系统的存在　　157
9.3　系统调用和高级编程语言的移植性　　160
9.4　操作系统和高级编程语言使硬件抽象化　　161
9.5　Windows操作系统的特征　　163
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向超喜欢手机的女高中生讲解操作系统的作用　　170
第10章　通过汇编语言了解程序的实际构成　　173
10.1　汇编语言和本地代码是一一对应的　　175
10.2　通过编译器输出汇编语言的源代码　　177
10.3　不会转换成本地代码的伪指令　　180
10.4　汇编语言语法是“操作码+操作数”　　182
10.5　最常用的mov指令　　185
10.6　对栈进行push和pop　185
10.7　函数调用机制　　187
10.8　函数内部的处理　　189
10.9　始终确保全局变量用的内存空间　　191
10.10　临时确保局部变量用的内存空间　　196
10.11　循环处理的实现方法　　199
10.12　条件分支的实现方法　　202
10.13　了解程序运行方式的必要性　　204
第11章　硬件控制方法　　209
11.1　应用和硬件无关？　　211
11.2　支撑硬件输入输出的IN指令和OUT指令　　212
11.3　编写测试用的输入输出程序　　215
11.4　外围设备的中断请求　　218
11.5　用中断来实现实时处理　　221
11.6　DMA可以实现短时间内传送大量数据　　222
11.7　文字及图片的显示机制　　224
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向邻居老奶奶说明显示器和电视机的不同　　226
第12章　让计算机“思考”　　229
12.1　作为“工具”的程序和为了“思考”的程序　　231
12.2　用程序来表示人类的思考方式　　232
12.3　用程序来表示人类的思考习惯　　235
12.4　程序生成随机数的方法　　237
12.5　活用记忆功能以达到更接近人类的判断　　239
12.6　用程序来表示人类的思考方式　　242
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向常光临的酒馆老板讲解计算机的思考机制　　245
附录　让我们开始C语言之旅　　247
C语言的特点　　247
变量和函数　　248
数据类型　　249
标准函数库　　250
函数调用　　251
局部变量和全局变量　　254
数组和循环　　255
其他语法结构　　256
· · · · · · (收起)

读后感

看过很久了，印象已经不太深刻，只是记得当时一气儿看了这个系列的三本书，确实前两本都不如《网络是怎样连接的》——不管从文字还是逻辑来讲。按内容的话，这本书原本是只能给7分的。 但是这本书于我，印象最深的是它当中对于补码的描述，并且这个描述几乎重塑了我对“补码”...  

看过很久了，印象已经不太深刻，只是记得当时一气儿看了这个系列的三本书，确实前两本都不如《网络是怎样连接的》——不管从文字还是逻辑来讲。按内容的话，这本书原本是只能给7分的。 但是这本书于我，印象最深的是它当中对于补码的描述，并且这个描述几乎重塑了我对“补码”...  

看过很久了，印象已经不太深刻，只是记得当时一气儿看了这个系列的三本书，确实前两本都不如《网络是怎样连接的》——不管从文字还是逻辑来讲。按内容的话，这本书原本是只能给7分的。 但是这本书于我，印象最深的是它当中对于补码的描述，并且这个描述几乎重塑了我对“补码”...  

本书和《计算机是怎么跑起来的》是一对，分别对应着计算机科学导论，计算机组成原理这些书的简明版。这个是我看过的第4本日系技术书，日系技术书，特别是图灵日系书，特点就是书的开本比较小，全彩印刷，内容相对简单，整本书很轻，不过说实话，不建议购买，对于小白来说还是有...

本书和《计算机是怎么跑起来的》是一对，分别对应着计算机科学导论，计算机组成原理这些书的简明版。这个是我看过的第4本日系技术书，日系技术书，特别是图灵日系书，特点就是书的开本比较小，全彩印刷，内容相对简单，整本书很轻，不过说实话，不建议购买，对于小白来说还是有...

用户评价

对于我这种已经工作多年，但主要从事前端或者应用层开发的“老兵”来说，总有一种“悬空感”，总觉得自己的知识体系缺少一个坚实的地基。这本书就像是为我重新打桩加固。它用一种非常现代化的视角，重新审视了计算机科学的经典概念，没有老气横秋，反而充满了活力。阅读过程中，我不断地产生“原来如此”的感叹，许多过去依赖经验猜测的运行细节，现在都有了清晰的理论支撑。它成功地将复杂的系统工程，拆解成了可以被理解的、模块化的知识单元。我特别佩服作者的洞察力，能把如此宏大的主题，处理得如此细腻入微，让人在吸收知识的同时，还能感受到一种知识体系构建的愉悦感。这本书是那种会让你重新爱上学习底层原理的范本。

我是一名在校大学生，主修方向虽然和计算机沾点边，但总感觉理论知识过于脱节，实践起来总觉得抓不住重点。这本书的出现，无疑是为我补上了最关键的一块“内功心法”。它没有直接教我如何写出高效的代码，而是深入剖析了“为什么”要这样写，以及“这样写”之后，计算机内部到底发生了什么。我特别欣赏作者对于内存管理和操作系统交互部分的描述。那些关于进程、线程、堆栈的讲解，不再是教科书上冷冰冰的定义，而是通过具体的例子，展示了它们在真实运行环境中的动态行为。读完之后，我在调试自己的项目时，思路明显开阔了许多，遇到错误也能更快地定位到问题的根源，而不是只停留在表面现象。这本书的深度和广度都拿捏得非常好，是那种可以反复翻阅，每次都会有新收获的宝典。

这本书的排版和插图设计也值得称赞，它们不是那种为了美观而存在的装饰品，而是真正服务于理解的工具。每一个流程图、每一个示意图，都经过了深思熟虑，精准地对应了文字描述中的关键步骤。我是一个视觉学习者，以往看纯文字的技术文档会感到枯燥乏味，但这本书的图文结合方式，极大地提升了我的阅读体验和信息吸收效率。它成功地将“执行”这个动态的过程，转化为了一系列可以被清晰观察的静态画面。读完后，我感觉自己不再是那个只会调用API的“使用者”，而是开始真正理解这个“机器”是如何运作的“工程师”。这本书的价值不仅在于传授知识，更在于它构建了一个强大的心智模型，让复杂的技术问题变得可预测、可分析。

这本书简直是打开了我对计算机世界的全新认知。作为一名对技术充满好奇的业余爱好者，我一直对软件运行的底层逻辑感到困惑。这本书没有过多纠缠于晦涩难懂的专业术语，而是用一种近乎讲故事的方式，娓娓道来程序从编写到最终在机器上执行的整个过程。特别是它对于编译和解释过程的阐述，清晰明了，让我第一次真正理解了源代码和机器码之间的桥梁是如何搭建起来的。作者似乎非常懂得如何引导读者的思维，总是在关键节点提供恰到好处的类比，使得那些原本抽象的概念变得触手可及。阅读的过程中，我仿佛亲手参与了一次精密的机械操作，每一步的转换和加载都充满了逻辑上的美感。这本书的价值在于，它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的塑造，让我开始以更系统、更深入的角度去审视我日常使用的每一个软件。

说实话，我一开始对这类技术书籍抱有很大的戒心，因为很多同类书籍要么过于浅薄，流于表面介绍，要么就是堆砌了太多低效的术语，读起来非常累。但是这本书完全打破了我的固有印象。它的行文风格非常成熟且富有条理，叙事节奏张弛有度。最让我惊喜的是，它并没有局限于某一特定编程语言的范畴，而是着眼于底层原理，这使得书中的知识具有极强的普适性。我特别喜欢其中关于数据结构如何在不同层次的存储介质上高效移动的章节。那种对性能瓶颈的精准把握，体现了作者深厚的工程经验。这本书对我的工作起到了立竿见影的帮助，让我能够更有效地和后端工程师进行沟通，因为我们现在使用了一套共同的、基于底层运行机制的语言框架。

白话版计算机组成原理。

介绍了计算机科学常识和软件运行的机理。

操作系统和高级程序语言使硬件抽象化。汇编语法是操作码和操作数。控制cpu,只需将编译器生成的本地代码加载到内存然后运行。软件控制硬件就是利用I/O端口中断DMA。运行环境=操作系统+计算机组成。理解寄存器，就理解程序的运行机制。程序把寄存器当对象。程序寄存器PC决定程序流程。

其实是看汇编语言发现基础忘得过分所以来复习一下，说这等同计算机组成原理（封面写的）有点过了，没有那么全面，但说这是蹲马桶就能看懂的编程基础（也是封面写的）还算客观，日本人写科普就是够朴素，今年看了基本日本的计算机类书籍都很不错，个人比较喜欢7-10章，也是全书精华，是我看过的计算机原理书里讲得最生动的。

非常努力地读完了~没有完全懂，大概就是明白了就是程序员写的代码要转成计算机语言读到计算机里去运行然后删掉，然后再进去再删掉……以及人工智能就是计算机记住超大量的例子和情况然后作出一种比较灵活的类似于人思考后的决策操作？（哎超胡说八道的我）