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Computer Systems: A Programmer’s Perspective, 3/E (CS:APP3e)

课程

CMU 15-213/18-213: Introduction to Computer Systems (ICS)

参考

全书目录

1. 计算机系统速览

第一部分:程序的结构与执行(计组)

2. 信息的表示及运算(计组)

  • 二进制、十六进制
  • 位、字节、地址、字节顺序
  • 整数、位运算、逻辑运算、四则运算
  • 浮点数

3. 程序的机器级表示(计组)

  • 汇编码、指令、寄存器
  • 有效地址、读写内存
  • 位运算、逻辑运算、四则运算
  • 条件码、条件跳转、无条件跳转
  • 运行期栈、函数调用、递归函数
  • 数组、结构体、数据对齐
  • 越界攻击、GOP 攻击

4. 处理器架构(计组)

5. 优化程序性能(计组)

  • 缓存常量、缓存中间值
  • 指令级并行、循环展开、重新结合
  • 内存性能
  • 性能检测工具

6. 存储器等级体系(计组)

  • SRAM、DRAM、硬盘、固态硬盘
  • 数据局部性、指令局部性
  • 缓存器、直接映射、集合关联、完全关联

第二部分:在系统上运行程序(OS)

7. 链接(OS)

  • 目标文件、静态链接
  • 符号、符号列表、符号解析
  • 可执行文件、加载可执行文件
  • 共享库、动态链接、位置无关代码
  • 库打桩

8. 异常控制流(OS)

  • 异常、中断、系统调用、故障、终止
  • 逻辑控制流、并发流、进程、上下文切换
  • 创建进程、结束进程、收割子进程、加载程序
  • 信号、信号处置器、屏蔽信号

9. 虚拟内存(OS)

  • 物理地址、虚拟地址、地址翻译
  • 页面列表、页面命中、页面故障
  • 内存映射、共享资源、写时复制
  • 动态内存、隐式链表、显式链表、分离链表、垃圾回收

第三部分:程序间互动及通信(OS + 网络)

10. 系统级读写(OS)

  • Unix I/O、开关文件、读写文件
  • Robust I/O
  • 文件元数据、目录内容
  • 共享文件、读写重定向

11. 网络编程(网络)

  • 计算机网络层次结构
  • 客户端、服务端
  • 网络、局域网、互联网、因特网
  • IP 地址、端口号、套接字
  • 网页服务、HTTP、动态内容

12. 并发编程(OS + 网络)

  • 多进程并发、读写多路复用并发、多线程并发
  • 共享变量、信号量、同步、互斥
  • 多线程并行、强扩展性、弱扩展性
  • 线程安全、再入函数、竞争、死锁

附录:异常处置

csapp.h, csapp.c

Lab Assignments

1. Data Lab

2. Bomb Lab

3. Attack Lab

4. Architecture Lab

5. Cache Lab

6. Shell Lab

7. Malloc Lab

8. Proxy Lab