计算机系统实践教程:基于x86+Linux平台电子书

本书作为主教材《计算机系统：基于x86+Linux平台》配套的程序调试分析及模拟器设计实践教材，设计了基础级验证、模块级分析、系统级设计和高阶综合编程与分析4个级别的实践项目。基础级验证实践项目包括实验系统的安装和工具软件的使用、程序调试命令和指令系统基础、数据的机器级表示、数据的基本运算、程序的机器级表示等方面的实验；模块级分析实践项目包括二制程序分析与逆向工程、缓冲区溢出攻、程序与ELF目标文件等方面的实验；系统级设计实践项目通过C语言编程设计实现一个功能完备但简化的x86模拟器；高阶综合编程与分析实践项目包括堆栈的使用及堆分配器的实现、程序正确性与程序性能优化、网络编程与并发编程等方面的实验。 本书可以作为高等院校计算机专业本科或高职高专学生计算机系统基础类课程的教学辅助教材，也可以作为计算机技术人员的参考书。<br/>【推荐语】<br/>本书作为《计算机系统：基于x86+Linux平台》的配套实践教材，设计了基础级验证、模块级分析、系统级设计和高阶综合编程与分析4个实践项目。基础级验证实践项目包括实验系统的安装和工具软件使用、程序调试命令和指令系统基础、数据的机器级表示、数据的基本运算、程序的机器级表示等方面的实验；模块级分析实践项目包括二制程序分析与逆向工程、缓冲区溢出攻、程序与ELF目标文件等方面的实验；系统级设计实践项目通过C语言编程设计实现一个功能完备但简化的x86模拟器；高阶综合编程与分析实践项目包括堆栈的使用及堆分配器的实现、程序正确性与程序性能优化、网络编程与并发编程等方面的实验。<br/> <br/> 本书特色<br/> 基于Linux系统程序发与调试环境行实验。书中提供了基于源操作系统Linux的程序发与调试环境的安装和配置方法，简要介绍了各类常用命令和工具软件的功能及使用方式，并设置了具体的练手实验，有利于初学者尽快掌握基于Linux系统的程序发和调试基本方法。<br/> 注重高级语言程序与机器级代码关联，强化代码逆向工程能力。书中所有基础级验证实验都在文本编辑器窗口中显示高级语言程序语句及其对应的指令序列，并给出了通过gdb调试命令跟踪主存单元或寄存器中内容的详细步骤，从而通过实验加深读者对高级语言程序中数据表示和运算以及各类语句对应机器级表示的理解；模块级分析实验通过对程序机器代码的构成与运行逻辑的逆向分析，让读者加深对相关重要知识的理解，一步巩固和掌握反汇编、跟踪和调试等常用编程技能。<br/> 以“学中做、做中学”的方式提升系统级设计及综合编程分析能力。书中的系统级设计实践项目PA采用学什么、做什么的理念而设计，既可提升编程能力，又能提升系统设计能力；高阶综合编程与分析实践项目针对堆栈空间使用和分配、程序正确性及其性能、网络编程和并发编程等系统级编程分析问题展，可为后续高阶系统类课程学习下良好的基础，更好地提升系统能力。<br/>【作者】<br/>苏丰 现任南京大学计算机学院副教授。承担“计算机系统基础”“计算机网络”等课程的教学工作，教育部“101计划”计算机系统导论课程及虚拟教研室建设牵头单位主要成员，主持教育部产学合作协同育人项目“计算机系统导论编程与调试实践”，作为主编之一编写出版《计算机系统导论实践教程》。研究领域为多媒体计算和计算机视觉，主持或参与承担多项国家和江苏省自然科学基金项目，发表科研论文50余篇。获教育部自然科学奖二等奖一项、江苏省教学成果奖二等奖一项，参与主讲的“计算机系统基础”课程获选江苏省线下一流课程。 汪亮 现任南京大学计算机学院、计算机软件新技术全国重实验室副教授，博士生导师。主要从事软件方法学、群体智能以及计算机教育相关研究工作。主持国家自然科学基金青年项目、面上项目，参与科技创新2030“新一代人工智能”重大项目等多项国家级项目。2024年度南京市中青年拔尖人才、微软学者、南京大学“十百千”百层次课程青年教师代表，获得2019年度南京大学优秀教学团队奖、2017年度江苏省教学成果二等奖、2020年度南京大学魅力导师奖、2021年度和2023年度南京大学计算机学院本科毕业生“我心目中的好课程”等校级和省部级奖项。发表教育和科研论文40余篇，获得发明专利授权10余项。 刘杰 现任南京大学计算机学院助理研究员，获得南京大学计算机学院本科、硕士和博士学位。目前承担“计算机系统基础”课程教学工作，主要负责该课程综合实验。研究方向为计算机视觉、图像视频的复原与增强等。主持国家自然科学基金青年项目和江苏省自然科学基金青年项目，作为骨干参与国家重研发项目。以第一作者或通讯作者在CVPR、ICCV、ECCV、ACM MM、AAAI、IJCAI等高水平会议上发表论文十余篇，荣获2020年ECCV高效图像超分辨率挑战赛冠军。   王慧妍 现任南京大学软件学院助理教授。承担“计算机系统基础”课程教学三年，主要负责该课程综合实验。主要研究方向为智能化软件工程、泛在操作系统数据保障以及软件辅助工具研究等。在TSE、ICSE、ESEC/FSE、ISSRE等国内外优秀期刊或会议上发表学术论文10余篇，获2023年度江苏省计算机学会优秀博士学位论文奖。担任ICSE 2025、SANER 2024、ASE 2023等会议程序委员会成员与TOSEM、TSE等国际期刊审稿专家。主持国家自然科学基金青年项目与江苏省青年基金项目，参与国家重研发计划课题与自然科学基金重项目等。 朱光辉 南京大学计算机学院特聘研究员、助理教授，江苏省计算机学会优博，江苏省“双创博士”，华为“难题揭榜”火花奖获得者，英特尔中国学术英才计划荣誉学者，教育部-华为“智能基座”先锋教师、产教融合协同育人基地优秀课件奖励计划获得者，南京大学“师德师风”先团队核心成员。长期从事“计算机系统基础”“大数据处理综合实验”“智能计算系统”等系统类课程教学工作，作为主编之一编写出版“101计划”核心教材和江苏“十四五”普通高等教育本科省级规划教材——《计算机系统：基于x86+Linux平台》。研究方向为大数据与智能计算，在国内外著名会议/期刊发表高水平论文30余篇，主持国家自然科学基金项目、江苏省自然科学基金项目、江苏省科技厅重研发计划课题、之江实验室放课题、教育部产学合作协同育人项目以及企业横向合作项目多项，研究成果在国际人工智能自动化AI建模大赛中6次获得前三名，并荣获第五届中国“互联网+”创新创业大赛全国金奖，相关技术已落地应用于华为、奇虎360等IT企业。<br/>