《深入理解計算機系統》到底怎樣學？

原文鏈接 ：被 CSAPP 虐了

最近兩個周末去圖書館刷 CSAPP 完全停不下來啊，這種看不懂卻還是強忍著痛苦硬逼著自己去看的感覺，真讓我著迷，

這本書從真正意義上讓我體會到了什么叫做看書五分鐘，休息倆小時，

不過大家可千萬別學我，我相信在坐的各位絕對比我牛批，為什么？因為后面我給你推薦了一款神器，那么首先我們先來介紹一下這本書，

這本書總共分成十二個章節，我給你繪制了一個思維導圖，比較簡單明了，

第一章是提綱挈領性質的一章，從一個 hello world 程式來引出 C、引出 UNIX、Linux ，引出 C 語言程式的編譯程序，引出高速快取、系統的硬體組成、存盤結構、虛擬記憶體、網路編程、并發編程，非常 cool，第一章的內容雖然不難理解，卻是能讓人漲自信心的一章，這一章能讓你產生一種激動的心情，因為內容不難，但是卻能夠開拓你的思路，把你的知識體系串聯起來，

第一部分

第二章的內容比較枯燥，我個人認為需要一定的 C 語言基礎，雖然這本書的簡介中說如果你有 Java 基礎的話，，，，，，

還是有點難頂的，所以建議學一波 C ，

別擋我，C 語言我來了，這里推薦兩本 C 語言的書吧，第一本書 《C Primer Plus》 這本書是把 C 語言揉碎了手把手教你，另外《C 程式設計語言》也不錯，

第二章主要講的是計算機中資料的存盤方式，基本的資料型別和各種補碼、反碼的表示方式，總之看這一章如果不了解 C 的話，有點昏昏欲睡（原因是可能不太懂），但實際上第二章寫的很不錯，當你閱讀了本書的第二章之后，也許會發現，你所謂的（懂）只是你的一廂情愿而已，數值系統遠沒有你想象的那么簡單，

第三章是程式的機器級表示，如果你把 C 學的差不多了之后（其實如果單看第二章的話，把 C 語言資料型別惡、運算惡補一下即可），那么恭喜你，接下來你要學習一下匯編了，否則你根本看不懂第三章在說什么（別問我為什么知道的，因為我也看不懂），你可能想知道諸如 pushq、movq、call、popq、ret、%rbx、%rdx 等等都是干嘛的，還有匯編是如何撰寫的，而且你還要懂 C 語言，

這么看來這本書根本就不是一本為初學者準備的書，也可以說是初學者的勸退書，

第四章又是一個打開新世界大門的一章，這章會直接從各種電路開始搞起，這 TM 馬上就直接奔硬體了！主要講了 Y86-64 體系、各種門電路、引出計算機流水線的設計，畢竟現代微處理器可以稱得上是人類創造出的最復雜的系統之一，也會給你講解各種指令集的區別，

與這一章節相關的書籍，可以看看《計算機組成與設計：軟體/硬體介面》還有《編碼》這兩本書，都非常好，非常透徹，

這一章也會和你聊聊指令集架構，這些架構和宏觀意義上的應用層架構不一樣，非常復雜，比如下面這個 ARM 架構

這本書是一個值得熟讀 N 遍的一本書，

第五章：優化程式性能，現在普遍意義上提到的各種優化，不論是架構層優化、指令集優化等核心都離不開這一章所介紹的內容，優化的難點在于你需要對系統有充分理解，當然了在你做優化之前首先要保證原始程式功能正確（并且有回歸測驗），否則一切都是徒勞，比如你需要了解現在系統存在的性能瓶頸，才能系統性的進行優化，你才能夠撰寫高效的程式，

撰寫高效程式需要做到下面這幾點：

• 選擇適當的資料結構和演算法，
• 撰寫出編譯器能夠有效優化以轉換成可執行代碼的源代碼，
• 任務拆分，采用并行計算的方式，

第六章：存盤器層次結構，這一章會向你介紹存盤技術的發展，磁盤、主存、高速快取的性能差距到底有多大，然后介紹區域性原理，一項非常強大的快取技術，高速快取讀寫是如何映射的，高速快取不同引數的性能影響，如何撰寫高速快取又好的代碼，存盤器山是個什么概念，以及你會見到封面的插圖，

看這一章的時候強烈建議把 Ulrich Drepper 撰寫的長達 114 頁的經典論文 What Every Programmer Should Know About Memory 看了，

以上就是 CSAPP 的第一部分，第一部分主要介紹了程式和硬體之間的互動關系，

而第二部分則專注于程式和作業系統之間的互動關系，你會學到如何使用作業系統提供的服務來構建系統級程式，

第二部分

第七章：鏈接，我們使用 Linux 的時候，很多情況下會出現很多難以理解的錯誤，其中很多都是鏈接錯誤，鏈接分為靜態鏈接和動態鏈接，我們寫的 C 程式在執行的程序中都會經過鏈接階段，

除了這一章內容之外，大家也可以看一下一本把鏈接講的非常透徹的一本書：《程式員的自我修養 – 鏈接, 裝載與庫》，主要講授代碼指令是如何保存的，庫檔案如何與應用程式代碼靜態鏈接，應用程式如何被裝載到記憶體中并開始運行，動態鏈接如何實作，C/C++運行庫的作業原理，以及作業系統提供的系統服務是如何被呼叫的，非常好的一本國產書，

第八章：例外控制流，世界上不會存在完美運行的程式，任何程式都會出錯，這些錯誤可能是執行緒執行程序中出錯、可能是系統呼叫例外、頁面映射錯誤等等，這一章會向你介紹各種例外出現之后，作業系統是如何處理的，

第九章：虛擬記憶體，虛擬記憶體其實是存盤器層次結構的衍生，至于為什么單獨拿一章來說，因為虛擬記憶體太重要了，這一章會向你介紹為什么我們的計算機記憶體只有 8G（或其他）卻能夠運行自身數倍以上的程式，虛擬記憶體有的時候也是面試官比較愛問的一個點：虛擬記憶體是如何映射的，什么是頁框、頁表諸如此類，

第三部分

第三部分主要介紹程式間的相互通信，主要包括 IO、網路編程和并發編程，

IO 這部分介紹類 Unix 系統下的 I/O 讀寫，主要介紹系統層面的 I/O 介面，

今天互聯網中的大千世界都立足于 TCP/IP 協議之上，Socket 甚至已經成為了網路編程的同義詞，這部分主要向你介紹了網路的變遷，什么客戶端-服務器編程模型、Web 服務器，最后再帶你寫一個 Web 服務器，

網路這部分內容遠比這一章節介紹的復雜，網路這部分內容給大家推薦幾本書：《計算機網路：自頂向下方法》、《TCP/IP 詳解》，《UNIX 網路編程》，

你一定要知道的是 W. Richard Stevens，他的個人網站 http://www.kohala.com/start/

并發這一章節主要介紹了 C 中如何撰寫并發程式，如何榨干 CPU ，讓其發揮峰值性能，

推薦一個網站

讀 csapp 這本書還是需要一定基礎的，而且讀起來不是那么容易（起碼對于我來說是這樣的），

不過，業界還是有一些好資源，能讓你更快的深入這本書，

給大家推薦一個網站，https://fengmuzi2003.gitbook.io/csapp3e/

這個網站可以理解為是 CSAPP 的導讀網站，對每一章都進行了介紹，而且推薦了一些不錯的資源，

比如他分享的深入理解計算機系統的 B 站課程，

看到這里有沒有心潮澎湃的要馬上學起來呢？

還有一些電子書的下載渠道：

CSAPP 不管是中英版本都有一些勘誤，有一些已經改正了，有一些還沒改，大家可以在 http://www.yiligong.org/csapp3e/ 反饋你見到的勘誤，有一些是影響閱讀的，但是有一些是影響理解的，

這里給大家一個小提示，我粗略過了一遍，就拿中文版的《深入理解計算機系統》來說，大家可以看一下最開頭處的印刷時間，然后針對這些勘誤的提出時間進行比較，在印刷之前的很多勘誤已經得到修正了，

也就是說，對于這個網站的使用方法，大家可以從后往前看，

總結

上面只是我對這本書一個粗俗的理解，書我還沒看完，不過我已經有相關 C 語言、匯編語言的學習計劃了，另外，知乎上有一個對 《如何閱讀深入淺出計算機系統》 的一個總結性回答，https://www.zhihu.com/question/20402534/answer/1670374116 我認為還是非常好的，

這個回答里面有練習題的答案，還有學習這本書需要的前置知識，這個回答給我的感覺是答主已經刷過幾遍了，作為過來人的經驗還是值得學習的，

最最最重要的就是做實驗，你可以在 http://csapp.cs.cmu.edu/3e/labs.html 上找到 csapp 的所有實驗，

最后給大家推薦一下我自己的 Github https://github.com/crisxuan/bestJavaer ，里面有非常多的硬核文章，絕對會對你有幫助，