趣話計算機底層技術

本書用一系列有趣的小故事講述計算機底層相關的技術知識。第1章：聚焦計算機中最核心的CPU，從最基礎的門電路開始，到基本的指令執行過程，最後到CPU的一些高級技術。內容涵蓋緩存、原子操作、指令流水線、分支預測、亂序執行、超線程、SIMD、內存管理、TLB等。第2章：主要講述計算機中的存儲設施，包括CPU中的緩存，內存、機械硬盤三者數據存儲的原理，以及硬盤上的數據管理組織的軟件――文件系統基本模型。第3章：主要講述計算機中的I/O和數據傳輸。內容涵蓋總線系統、中斷機制、DMA技術、零拷貝技術。重點關注網卡相關的數據傳輸，包括網卡的基本工作機制，網卡接收數據包后的處理，最後介紹一種時下流行的數據包處理技術――DPDK。第4章：前面三章主要是在硬件層面，這一章開始介紹軟件。本章聚焦計算機中最重要的軟件――操作系統。本書默認以Linux為參考，內容涵蓋操作系統的一些基礎知識，包括進程、線程、系統調用、異常處理、信號、鎖、權限管理，最後介紹一個時下流行的容器技術Docker的原理。第5章：主要涉及系統編程中和操作系統緊密相關的一些技術點。包括進程的創建過程、線程棧、進程間通信、I/O多路復用、內存映射文件、協程，最後簡單介紹調試器GDB和可執行文件ELF。第6章：本章的主題是安全。網絡安全涉及方方面面，本章挑選了和計算機系統底層相關的一些安全技術，通過故事去感受計算機攻擊的原理，包含棧溢出攻擊、整數溢出攻擊、DDoS攻擊、TCP會話劫持、HTTPS原理，還有前幾年大火的CPU漏洞――熔斷與幽靈攻擊原理等。



軒轅之風（@編程技術宇宙），前百度、360、奇安信高級安全研發工程師，專註網絡安全、流量分析、大數據處理領域的軟件研發。