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店铺： 旷氏文豪图书专营店

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115392275

商品编码：14318606067

 YL1134   9787115392275   9787115385130   9787115441249

计算机是怎样跑起来的

《计算机是怎样跑起来的》倡导在计算机迅速发展、技术不断革新的**，回归到计算机的基础知识上。通过探究计算机的本质，提升工程师对计算机的兴趣，在面对复杂的*技术时，能够迅速掌握其要点并灵活运用。

《计算机是怎样跑起来的》以图配文，以计算机的三大原则为开端、相继介绍了计算机的结构、手工汇编、程序流程、算法、数据结构、面向对象编程、数据库、TCP/IP 网络、数据加密、XML、计算机系统开发以及SE 的相关知识。本书适合计算机爱好者和相关从业人员阅读。

《计算机是怎样跑起来的》图文并茂，通俗易懂，非常适合计算机爱好者和相关从业人员阅读。

第1章 计算机的三大原则

1.1 计算机的三个根本性基础

1.2 输入、运算、输出是硬件的基础

1.3 软件是指令和数据的集合

1.4 对计算机来说什么都是数字

1.5 只要理解了三大原则，即使遇到难懂的*新技术，也能轻松应对

1.6 为了贴近人类，计算机在不断地进化

1.7 稍微预习一下第2章

第2章 试着制造一台计算机吧

2.1 制作微型计算机所必需的元件

2.2 电路图的读法

2.3 连接电源、数据和地址总线

2.4 连接I/O

2.5 连接时钟信号

2.6 连接用于区分读写对象是内存还是I/O的引脚

2.7 连接剩余的控制引脚

2.8 连接外部设备，通过DMA输入程序

2.9 连接用于输入输出的外部设备

2.10 输入测试程序并进行调试

第3章 体验一次手工汇编

3.1 从程序员的角度看硬件

3.2 机器语言和汇编语言

3.3 Z80 CPU的寄存器结构

3.4 追踪程序的运行过程

3.5 尝试手工汇编

3.6 尝试估算程序的执行时间

第4章 程序像河水一样流动着

4.1 程序的流程分为三种

4.2 用流程图表示程序的流程

4.3 表示循环程序块的“帽子”和“短裤”

4.4 结构化程序设计

4.5 画流程图来思考算法

4.6 特殊的程序流程——中断处理

4.7 特殊的程序流程——事件驱动

COLUMN 来自企业培训现场 电阻颜色代码的谐音助记口诀

第5章 与算法成为好朋友的七个要点

5.1 算法是程序设计的“熟语”

5.2 要点1：算法中解决问题的步骤是明确且有限的

5.3 要点2：计算机不靠直觉而是机械地解决问题

5.4 要点3：了解并应用典型算法

5.5 要点4：利用计算机的处理速度

5.6 要点5：使用编程技巧提升程序执行速度

5.7 要点6：找出数字间的规律

5.8 要点7：先在纸上考虑算法

第6章 与数据结构成为好朋友的七个要点

6.1 要点1：了解内存和变量的关系

.....

程序是怎样跑起来的

《程序是怎样跑起来的》一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。

第1章 对程序员来说CPU是什么

1.1 CPU的内部结构解析

1.2 CPU是寄存器的集合体

1.3 决定程序流程的程序计数器

1.4 条件分支和循环机制

1.5 函数的调用机制

1.6 通过地址和索引实现数组

1.7 CPU的处理其实很简单

第2章 数据是用二进制数表示的

2.1 用二进制数表示计算机信息的原因

2.2 什么是二进制数

2.3 移位运算和乘除运算的关系

2.4 便于计算机处理的“补数”

2.5 逻辑右移和算术右移的区别

2.6 掌握逻辑运算的窍门

COLUMN 如果是你，你会怎样介绍？——向小学生讲解CPU和二进制

第3章 计算机进行小数运算时出错的原因

3.1 将0.1累加100次也得不到10

3.2 用二进制数表示小数

3.3 计算机运算出错的原因

3.4 什么是浮点数

3.5 正则表达式和 EXCESS系统

3.6 在实际的程序中进行确认

......

网络是怎样连接的

本书以探索之旅的形式，从在浏览器中输入网址开始，一路追踪了到显示出网页内容为止的整个过程，以图配文，讲解了网络的全貌，并重点介绍了实际的网络设备和软件是如何工作的。目的是帮助读者理解网络的本质意义，理解实际的设备和软件，进而熟练运用网络技术。同时，专设了“网络术语其实很简单”专栏，以对话的形式介绍了一些网络术语的词源，颇为生动有趣。

本书图文并茂，通俗易懂，非常适合计算机、网络爱好者及相关从业人员阅读。

第1章 浏览器生成消息 1

——探索浏览器内部

1.1 生成HTTP请求消息 5

1.1.1 探索之旅从输入网址开始 5

1.1.2 浏览器先要解析URL 7

1.1.3 省略文件名的情况 9

1.1.4 HTTP的基本思路 10

1.1.5 生成HTTP请求消息 14

1.1.6 发送请求后会收到响应 20

1.2 向DNS服务器查询Web服务器的IP地址 24

1.2.1 IP地址的基本知识 24

1.2.2 域名和IP地址并用的理由 28

1.2.3 Socket库提供查询IP地址的功能 30

1.2.4 通过解析器向DNS服务器发出查询 31

1.2.5 解析器的内部原理 32

1.3 ***DNS服务器的大接力 35

1.3.1 DNS服务器的基本工作 35

1.3.2 域名的层次结构 38

1.3.3 寻找相应的DNS服务器并获取IP地址 40

1.3.4 通过缓存加快DNS服务器的响应 44

1.4 委托协议栈发送消息 45

1.4.1 数据收发操作概览 45

1.4.2 创建套接字阶段 48

1.4.3 连接阶段：把管道接上去 50

1.4.4 通信阶段：传递消息 52

1.4.5 断开阶段：收发数据结束 53

怪杰Resolver 55

第2章 用电信号传输TCP/IP数据 57

——探索协议栈和网卡

2.1 创建套接字 61

2.1.1 协议栈的内部结构 61

2.1.2 套接字的实体就是通信控制信息 63

2.1.3 调用socket时的操作 66

2.2 连接服务器 68

2.2.1 连接是什么意思 68

2.2.2 负责保存控制信息的头部 70

2.2.3 连接操作的实际过程 73

......

探索数字世界的基石：一次关于计算、网络与程序运行的深度解析 在信息爆炸的时代，数字世界以惊人的速度渗透进我们生活的方方面面。从清晨唤醒我们的手机闹钟，到深夜与世界各地亲友的视频通话，再到工作中处理的海量数据，这一切都离不开背后精密复杂的计算机系统、无处不在的网络连接以及驱动这一切的程序。然而，对于大多数人而言，计算机和网络的工作原理，以及程序是如何一步步被执行，依旧笼罩着一层神秘的面纱。 本书旨在揭开这层面纱，带您深入探索数字世界的基石。我们不会仅仅停留在表面的使用，而是从最根本的概念出发，层层递进，揭示隐藏在日常操作之下的逻辑与奥秘。无论您是初涉计算机领域，对“0”和“1”的二进制世界充满好奇的初学者，还是希望深入理解已有知识体系的开发者、系统管理员，亦或是对科技发展充满兴趣的求知者，本书都将为您提供一次系统、深入的学习体验。 第一部分：计算的源头——计算机是怎样跑起来的 要理解程序运行，首先需要明白承载程序运行的机器——计算机本身是如何工作的。本书的第一部分，将从计算机最核心的组成部分开始，逐一剖析其工作原理。 从“0”和“1”的奇妙世界说起： 我们将从最基础的二进制表示法开始，解释为什么计算机只能理解0和1，以及这些简单的开关如何组合成能够表示文字、图片、声音乃至复杂指令的数码信息。您将了解位(bit)、字节(byte)等基本单位的含义，以及它们在计算机中的作用。 硬件的智慧：CPU、内存与存储的协同作战： 计算机之所以能够“思考”和“记忆”，离不开精密的硬件。我们将深入探讨中央处理器（CPU）——计算机的大脑，解析其指令集、流水线技术以及时钟频率等概念，了解CPU是如何执行一条条指令的。随后，我们会聚焦于内存（RAM），揭示它作为临时高速存储器，如何与CPU协同工作，快速存取数据，以及DRAM、SRAM等不同类型的内存有何区别。紧接着，我们将探讨持久性存储设备，如硬盘驱动器（HDD）和固态驱动器（SSD），解释它们是如何长期保存数据的，以及它们在读写速度和工作原理上的差异。 主板上的“高速公路”：总线与I/O设备： CPU、内存、存储设备以及其他外围设备（如键盘、鼠标、显示器、网卡）之间是如何进行信息交换的？本书将详细讲解总线（Bus）的概念，包括数据总线、地址总线和控制总线，以及它们如何构成计算机内部的数据传输通道。同时，我们也会介绍输入/输出（I/O）设备如何通过接口与计算机连接，并讲解中断、DMA（直接内存访问）等机制如何提高I/O效率。 电源的供给与控制： 任何机器都需要能量。我们将简要介绍计算机电源（PSU）的作用，以及它如何将交流电转换为计算机硬件所需的直流电，并保证各组件稳定运行。 BIOS/UEFI：计算机的“启动秘籍”： 当您按下电源按钮，计算机是如何一步步启动并加载操作系统的？本书将深入讲解BIOS（基本输入输出系统）或UEFI（统一可扩展固件接口）的作用，解释它们如何进行硬件自检（POST），初始化硬件，以及引导操作系统加载。 从硬件到软件的桥梁：操作系统的重要性： 硬件本身并不能直接运行复杂的应用程序。操作系统（OS）扮演着至关重要的角色，它管理着硬件资源，为应用程序提供一个运行环境。我们将初步探讨操作系统的基本职能，包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理，为后续理解程序运行打下基础。 第二部分：信息的脉络——网络是怎样连接的 在现代社会，单机的计算机早已无法满足需求，信息的高效流动和共享依赖于错综复杂的网络。本书的第二部分，将带您穿越数字世界的“高速公路”，理解信息是如何在设备之间传递的。 网络的基础：从“点”到“网”： 我们将从最基本的网络概念说起，解释什么是网络，网络有哪些类型（局域网LAN、广域网WAN），以及不同网络设备（如集线器、交换机、路由器）的作用和工作原理。 数据的“快递员”：协议的层层规范： 信息在网络上传输并非随意发送，而是遵循一系列严格的“交通规则”——协议。本书将重点介绍TCP/IP协议族，这是互联网的核心协议。我们将详细讲解OSI七层模型和TCP/IP四层模型，理解每一层在数据传输中所扮演的角色，从物理层的数据比特流，到应用层用户看到的网页和服务。 IP地址与MAC地址：网络的“身份证”与“门牌号”： 每个连接到网络的设备都需要一个唯一的标识。我们将解释IP地址（Internet Protocol Address）的作用，如何区分IPv4和IPv6，以及它是如何实现全球范围内的寻址的。同时，我们也会介绍MAC地址（Media Access Control Address），它是网络接口的物理地址，负责局域网内的设备通信。 无处不在的TCP与UDP：可靠与高效的选择： 在互联网通信中，TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）是两种最常用的传输层协议。我们将深入比较它们的特点：TCP如何提供可靠的、面向连接的数据传输（确保数据不丢失、顺序正确），以及UDP如何实现高效的、无连接的数据传输（适用于对实时性要求高的场景，如视频会议）。 互联网的“导航员”：DNS的解析之旅： 我们记忆和输入的是网站名称，如“www.google.com”，而计算机需要的是IP地址才能访问。本书将详述DNS（Domain Name System）的作用，解释它如何将人类可读的域名解析成机器可读的IP地址，以及DNS的查询过程。 数据的“打包与拆包”：封装与解封装过程： 数据在网络中传输时，会经历一个层层封装的过程，每一层协议都会为其添加自己的头部信息。本书将详细展示数据从应用层到物理层，再从物理层到应用层的解封装过程，帮助您理解数据在网络中的完整旅程。 无线网络的奥秘：Wi-Fi与蜂窝网络： 除了有线网络，无线网络已经深入我们的生活。我们将探讨Wi-Fi的工作原理，包括SSID、加密方式以及接入过程。同时，也会简要介绍蜂窝网络（如4G、5G）的工作模式，以及它们如何实现移动通信。 安全性之盾：防火墙与加密技术： 在享受网络便利的同时，安全问题也日益凸显。我们将介绍防火墙的基本原理，它如何过滤网络流量，保护内部网络免受攻击。同时，也会简要提及一些基础的加密技术，如SSL/TLS，如何保证数据在传输过程中的机密性和完整性。 第三部分：生命的活力——程序是怎样跑起来的 理解了计算机硬件和网络通信，我们就可以深入探讨驱动这一切的“灵魂”——程序。本书的第三部分，将带您走进程序的生命周期，揭示它们是如何被编写、编译、运行，并最终完成任务的。 从“想法”到“代码”：编程语言的诞生： 程序首先是以人类可读的编程语言编写的。我们将简要介绍不同类型的编程语言（如高级语言、低级语言），以及它们在表达逻辑和指令上的差异。您将了解变量、数据类型、运算符、控制结构（如条件语句、循环语句）等编程的基本要素。 将“意图”转化为“机器语言”：编译与解释： 计算机无法直接理解高级编程语言。本书将详细解释编译（Compilation）和解释（Interpretation）这两种将源代码转化为机器可执行代码的方式。您将了解编译器如何将整个程序一次性翻译成机器码，以及解释器如何逐行执行代码。我们将探讨不同编程语言采用的编译或解释方式，以及它们对程序性能和运行环境的影响。 程序在内存中的“安身之所”：内存布局： 当程序被加载到内存中运行时，它会占据特定的内存区域。本书将介绍程序在内存中的基本布局，包括代码段、数据段（静态变量）、堆（动态内存分配）和栈（函数调用、局部变量）等。理解这些区域对于理解程序如何管理资源、避免内存泄漏至关重要。 “指挥官”的运作：进程与线程： 每一个正在运行的程序实例被称为一个进程。我们将深入讲解进程的概念，包括进程的创建、终止、状态转换（就绪、运行、等待）。同时，我们也会介绍线程（Thread）——进程内部更小的执行单元，以及它们如何实现并发执行，提高程序的响应速度和效率。 CPU的“执行序列”：指令周期与调度： CPU如何一步步执行程序指令？本书将揭示指令周期（Fetch-Decode-Execute）的过程，以及CPU如何从内存中获取指令、解码指令并执行操作。此外，我们还会探讨操作系统中的进程调度算法，CPU如何将有限的处理器时间分配给多个进程和线程，以实现高效的多任务处理。 与“外部世界”的交流：系统调用： 程序需要与操作系统进行交互，以完成各种任务，例如读取文件、发送网络数据、创建新进程等。本书将详细介绍系统调用（System Call）的概念，它是用户空间程序请求内核空间服务的一种机制。 数据交换的“管道”：文件I/O与网络I/O： 程序需要读取和写入数据。我们将探讨文件I/O（Input/Output）操作，包括文件的打开、读取、写入和关闭。同时，也会深入讲解网络I/O，程序如何通过套接字（Socket）与远程服务器进行通信，实现数据的发送和接收。 内存管理的“智慧”：垃圾回收与内存分配： 随着程序的运行，内存的使用会不断变化。我们将讨论动态内存分配（如C语言的`malloc`、`free`）和垃圾回收（Garbage Collection）机制，以及它们如何帮助程序有效地管理内存资源，避免内存溢出和悬空指针等问题。 程序出错的“蛛丝马迹”：调试与错误处理： 编写完美的程序是不可能的，错误在所难免。本书将介绍程序调试（Debugging）的基本方法和工具，帮助您找出程序中的bug。同时，也会探讨异常处理（Exception Handling）机制，程序如何优雅地应对运行时出现的意外情况，而不是直接崩溃。 学习的价值： 通过对计算机、网络和程序运行的深入剖析，本书不仅能为您提供坚实的理论基础，更能激发您对计算机科学的探索热情。您将不再仅仅是技术的“使用者”，而是能够理解技术背后的逻辑，从而： 成为更高效的程序员： 深入理解程序运行的机制，能够帮助您编写出更优化的代码，解决更复杂的技术难题。 更好地理解和使用技术： 无论是选择合适的网络设备，还是优化自己的电脑性能，亦或是理解新的软件和服务，本书都将为您提供宝贵的洞察力。 为未来的学习打下坚实基础： 计算机科学是一个不断发展的领域，本书所涵盖的基础知识，是学习人工智能、大数据、云计算、区块链等前沿技术的重要基石。 培养科学的思维方式： 了解事物是如何工作的，如何将复杂的问题分解，并一步步解决，是一种宝贵的科学思维能力，这种能力将受益于您生活和工作的方方面面。 本书以清晰的逻辑、循序渐进的方式，力求将抽象的概念具象化，将复杂的原理简单化。我们相信，通过阅读本书，您将对数字世界拥有一个全新的、更深刻的认识。让我们一起踏上这段激动人心的探索之旅，揭开计算机、网络与程序运行的神秘面纱！

评分☆☆☆☆☆

《计算机是怎样跑起来的》这本书，彻底颠覆了我之前对计算机硬件的认知。我一直以为计算机就是一块块芯片堆砌起来的，但这本书让我看到了更深层次的奥秘。它从最基础的二进制、逻辑门开始，一步步构建起更复杂的电路，最终组成了 CPU、内存、硬盘等核心部件。我特别喜欢它对 CPU 工作原理的讲解，比如指令周期、流水线技术，这些让我明白了为什么计算机能够如此快速地执行指令。书中还详细介绍了内存和存储设备的区别和联系，以及它们是如何协同工作的。我记得最清楚的是关于总线的部分，它就像是计算机内部的“高速公路”，负责传输各种数据和信号，理解了总线，就理解了计算机各个部件之间沟通的桥梁。这本书让我对计算机的“身体”有了更清晰的认识，仿佛亲手搭建了一台属于自己的计算机，充满了探索的乐趣。

评分☆☆☆☆☆

阅读《程序是怎样跑起来的》这本书，简直是一次沉浸式的思维体验。我一直好奇，当我点击一个应用程序，按下回车键，屏幕上就出现了我想要的结果，这背后到底发生了什么？这本书给出了非常详尽的答案。它从进程的创建、调度，到内存的管理，再到文件 I/O 的操作，层层剥茧。尤其是关于进程和线程的讲解，区分得非常清楚，让我明白了多任务处理的精髓。书中对于虚拟内存的阐述也让我大开眼界，原来操作系统可以如此巧妙地欺骗程序，让它以为拥有独立的、巨大的内存空间，而实际上是在动态地分配和回收物理内存。更让我着迷的是，书中还触及了操作系统内核的一些核心概念，比如系统调用，让我看到了用户空间和内核空间之间的界限以及它们是如何交互的。读完这本书，我感觉自己对软件的运行机制有了更深的理解，不再仅仅是作为一个使用者，而是能够站在一个更高的维度去审视程序的生命周期。

评分☆☆☆☆☆

我尤其欣赏这套书的“体系化”构建。它们不是孤立地介绍某个知识点，而是像串珍珠一样，将网络、程序、硬件这三个看似独立但又紧密相连的领域，勾勒成一幅完整的计算机运行图景。读完《网络是怎样连接的》，你对互联网的结构有了宏观的认识；接着读《程序是怎样跑起来的》，你会深入到软件的微观世界，了解它的“生命”是如何被操作系统管理的；最后，《计算机是怎样跑起来的》则带你回到了最根本的物理层面，去探究这一切得以实现的基础。这种由外向内，再由内向外的讲解方式，非常有逻辑性，也更容易让人理解。我印象深刻的是，在了解了硬件的底层原理之后，再回头看程序运行和网络连接的章节，很多之前觉得费解的地方，现在都变得顺理成章了。这种融会贯通的感觉，是在阅读其他一些零散的计算机书籍时很难获得的。它让我明白，计算机的世界并非由孤立的组件构成，而是一个相互依存、协同工作的复杂系统。

评分☆☆☆☆☆

这套书简直是打开了我对计算机世界认识的大门！之前对网络、程序运行、计算机底层原理这些概念总是模糊不清，感觉它们像是一层厚厚的迷雾，而这三本书就像是三把锐利的钥匙，精准地剖开了这些迷雾。我印象最深的是关于网络连接的部分，它并没有像我想象中的那样枯燥，而是用非常生动形象的比喻，比如把数据包比作信件，路由器比作邮局，一步步地讲解了信息是如何从一台电脑跨越千山万水到达另一台电脑的。IPv4、IPv6、DNS这些我一直听着头疼的术语，在书中变得清晰易懂，甚至让我产生了亲自去抓包分析一下网络通信的冲动。我特别喜欢书中那种循序渐进的讲解方式，每一点的知识都建立在前一点的基础上，让人很容易跟上节奏，不会有突然“断层”的感觉。而且，书中还穿插了一些实际应用的例子，让我能更直观地感受到这些理论知识的价值，比如为什么有时候网速会变慢，DNS解析失败是怎么回事等等，这些都让我觉得书本知识离我的生活更近了。

评分☆☆☆☆☆

这套书的魅力在于它将复杂抽象的概念，用非常具象化、生活化的语言娓娓道来，而且三本书之间又能形成一个有机的整体。我开始阅读时，对其中有些概念确实感到有些吃力，但随着阅读的深入，你会发现作者总能找到一个恰当的比喻或者一个巧妙的设计，让你豁然开朗。尤其是在网络连接的部分，通过对网络协议栈的拆解，将 TCP/IP 模型中的各个层级都描绘得淋漓尽致，让你明白从你敲下网址到网页显示出来，中间经历了多少个环节，又有哪些规则在默默地维持着这一切。而当它深入到程序运行时，你又会惊叹于操作系统是如何管理着成千上万个进程，如何分配 CPU 时间，如何处理内存的。最后，当计算机硬件的运行机制展现在你面前时，你会更加佩服人类的智慧，能够将如此精密的逻辑电路集成在一起，实现如此强大的计算能力。这套书就像一本“计算机百科全书”，但它又不是那种枯燥的百科，而是充满了故事性和启发性。