程序是怎樣跑起來的（第3版）

目錄
第 1章　對程序員來說，CPU到底是什么　　1
1.1　看一看 CPU的內(nèi)部構(gòu)造　　3
1.2　CPU是寄存器的集合體　　6
1.3　決定程序流程的程序計數(shù)器　　9
1.4　條件分支和循環(huán)的原理　　10
1.5　函數(shù)調(diào)用的原理　　13
1.6　用基址和變址實現(xiàn)數(shù)組　　16
1.7　CPU的處理其實很簡單　　17
第 2章　用二進(jìn)制來理解數(shù)據(jù)　　19
2.1　計算機(jī)用二進(jìn)制處理信息的原因　　21
2.2　二進(jìn)制到底是什么　　23
2.3　移位運算與乘除運算的關(guān)系　　25
2.4　便于計算機(jī)處理的“2的補碼”　　27
2.5　邏輯右移與算術(shù)右移的區(qū)別　　31
2.6　掌握邏輯運算的竅門　　34
如果是你，你會怎樣講呢？　給小學(xué)新生講解 CPU和二進(jìn)制　　38
第3章　計算機(jī)在計算小數(shù)時會出錯的原因　　31
3.1　將0.1累加100次的結(jié)果不是10　　33
3.2　如何用二進(jìn)制表示小數(shù)　　35
3.3　計算機(jī)計算出錯的原因　　36
3.4　什么是浮點數(shù)　　38
3.5　規(guī)格化表示法與移碼表示法　　50
3.6　用程序來實際確認(rèn)一下吧　　53
3.7　如何避免計算機(jī)計算出錯　　56
第4章　讓內(nèi)存化方為圓　　61
4.1　內(nèi)存的物理結(jié)構(gòu)十分簡單　　63
4.2　內(nèi)存的邏輯結(jié)構(gòu)像一幢大樓　　67
4.3　指針其實很簡單　　69
4.4　用好內(nèi)存先從數(shù)組開始　　71
4.5　棧與隊列，以及環(huán)形緩沖區(qū)　　73
4.6　在鏈表中添加和刪除元素很容易　　78
4.7　用二叉查找樹高效地查找數(shù)據(jù)　　82
第5章　內(nèi)存與磁盤的密切聯(lián)系　　85
5.1　程序加載到內(nèi)存后才能運行　　87
5.2　提高磁盤訪問速度的磁盤緩存　　88
5.3　將磁盤當(dāng)成內(nèi)存使用的虛擬內(nèi)存　　89
5.4　將內(nèi)存當(dāng)成磁盤使用的固態(tài)硬盤　　92
5.5　節(jié)約內(nèi)存的編程技巧　　93
5.6　了解一下磁盤的物理結(jié)構(gòu)　　98
第6章　自己動手壓縮數(shù)據(jù)　　103
6.1　文件是以字節(jié)為單位記錄的　　105
6.2　游程編碼的原理　　106
6.3　游程編碼的缺點　　107
6.4　從莫爾斯碼中發(fā)現(xiàn)哈夫曼算法的基礎(chǔ)　　108
6.5　使用樹來構(gòu)建哈夫曼編碼　　111
6.6　通過哈夫曼算法大幅提高壓縮效率　　114
6.7　無損壓縮與有損壓縮　　115
如果是你，你會怎樣講呢？　給喜歡打游戲的初中生講解內(nèi)存和磁盤　　119
第7章　程序在怎樣的環(huán)境下運行　　121
7.1　運行環(huán)境 =操作系統(tǒng) 硬件　　123
7.2　Windows消除了CPU之外的硬件差異　　125
7.3　每種操作系統(tǒng)的API都是不同的　　128
7.4　使用源代碼進(jìn)行安裝　　129
7.5　在任何地方都能提供相同運行環(huán)境的 Java虛擬機(jī)　　130
7.6　云計算平臺提供的虛擬運行環(huán)境　　132
7.7　BIOS與引導(dǎo)裝入程序　　134
第8章　從源文件到可執(zhí)行文件　　137
8.1　計算機(jī)只能執(zhí)行本機(jī)代碼　　140
8.2　看一看本機(jī)代碼的內(nèi)容　　142
8.3　編譯器負(fù)責(zé)翻譯源代碼　　144
8.4　僅靠編譯無法得到可執(zhí)行文件　　146
8.5　啟動代碼與庫文件　　147
8.6　DLL文件與導(dǎo)入庫　　149
8.7　運行可執(zhí)行文件需要什么　　152
8.8　加載時生成的棧和堆　　153
8.9　進(jìn)階問答　　155
第9章　操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序的關(guān)系　　159
9.1　從歷史發(fā)展看操作系統(tǒng)的功能　　161
9.2　關(guān)注操作系統(tǒng)的存在　　164
9.3　系統(tǒng)調(diào)用與高級編程語言的可移植性　　166
9.4　操作系統(tǒng)和高級編程語言對硬件進(jìn)行了抽象化　　168
9.5　Windows操作系統(tǒng)的特點　　170
如果是你，你會怎樣講呢？　給喜歡智能手機(jī)的高中女生講解操作系統(tǒng)的功能　　177
第 10章　通過匯編語言認(rèn)識程序的真面目　　179
10.1　匯編語言和本機(jī)代碼是一一對應(yīng)的　　181
10.2　用C編譯器輸出匯編語言源代碼　　183
10.3　偽指令與注釋　　186
10.4　匯編語言的語法是“操作碼 操作數(shù)”　　187
10.5　最常用的movl指令　　189
10.6　將數(shù)據(jù)存入棧中　　191
10.7　函數(shù)調(diào)用的工作原理　　192
10.8　被調(diào)用函數(shù)的工作原理　　194
10.9　全局變量和局部變量的工作原理　　195
10.10　循環(huán)的工作原理　　199
10.11　條件分支的工作原理　　203
10.12　體驗匯編語言的意義　　207
第 11章　訪問硬件的方法　　209
11.1　應(yīng)用程序是否與硬件有關(guān)　　211
11.2　負(fù)責(zé)硬件輸入輸出的in指令和out指令　　213
11.3　外部設(shè)備的中斷請求　　216
11.4　通過中斷實現(xiàn)實時處理　　220
11.5　能夠快速傳輸大量數(shù)據(jù)的DMA　　220
11.6　顯示字符和圖像的原理　　222
如果是你，你會怎樣講呢？　給鄰居老奶奶講解顯示器與電視機(jī)的區(qū)別　　224
第 12章　如何讓計算機(jī)“學(xué)習(xí)”　　227
12.1　什么是機(jī)器學(xué)習(xí)　　229
12.2　支持向量機(jī)　　231
12.3　Python交互模式的使用方法　　234
12.4　準(zhǔn)備學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)　　236
12.5　查看手寫數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的內(nèi)容　　237
12.6　通過機(jī)器學(xué)習(xí)識別手寫數(shù)字　　239
12.7　嘗試交叉驗證　　242
如果是你，你會怎樣講呢？　給常去的酒館的老板講解機(jī)器學(xué)習(xí)的類別　　244
附錄1　親手嘗試C語言　　247
C語言的特點　　247
變量與函數(shù)　　248
數(shù)據(jù)類型　　249
輸入、運算、輸出　　250
創(chuàng)建和使用函數(shù)　　252
局部變量與全局變量　　254
數(shù)組與循環(huán)　　255
其他語法　　257
附錄2　親手嘗試Python　　261
Python的特點　　261
一切皆對象　　263
數(shù)據(jù)類型　　265
輸入、運算、輸出　　266
創(chuàng)建和使用函數(shù)　　266
局部變量與全局變量　　268
數(shù)組與循環(huán)　　269
其他語法　　271
后記　　273
致謝　　273