《计算机是怎样跑起来的》介绍和目录

　　《计算机是怎样跑起来的》倡导在计算机迅速发展、技术不断革新的今天，回归到计算机的基础知识上。通过探究计算机的本质，提升工程师对计算机的兴趣，在面对复杂的*技术时，能够迅速掌握其要点并灵活运用。
　　《计算机是怎样跑起来的》以图配文，以计算机的三大原则为开端、相继介绍了计算机的结构、手工汇编、程序流程、算法、数据结构、面向对象编程、数据库、TCP/IP 网络、数据加密、XML、计算机系统开发以及SE 的相关知识。本书适合计算机爱好者和相关从业人员阅读。
　　《计算机是怎样跑起来的》图文并茂，通俗易懂，非常适合计算机爱好者和相关从业人员阅读。

第1章　计算机的三大原则　
　1.1 计算机的三个根本性基础　
　1.2 输入、运算、输出是硬件的基础　
　1.3 软件是指令和数据的集合　
　1.4 对计算机来说什么都是数字　
　1.5 只要理解了三大原则，即使遇到难懂的最新技术，也能轻松应对　
　1.6 为了贴近人类，计算机在不断地进化　
　1.7 稍微预习一下第2章　
第2章　试着制造一台计算机吧　
　2.1 制作微型计算机所必需的元件　
　2.2 电路图的读法　
　2.3 连接电源、数据和地址总线　
　2.4 连接I/O　
　2.5 连接时钟信号　
　2.6 连接用于区分读写对象是内存还是I/O的引脚　
　2.7 连接剩余的控制引脚　
　2.8 连接外部设备，通过DMA输入程序　
　2.9 连接用于输入输出的外部设备　
　2.10 输入测试程序并进行调试　
第3章　体验一次手工汇编　
　3.1 从程序员的角度看硬件　
　3.2 机器语言和汇编语言　
　3.3 Z80 CPU的寄存器结构　
　3.4 追踪程序的运行过程　
　3.5 尝试手工汇编　
　3.6 尝试估算程序的执行时间　
第4章　程序像河水一样流动着　
　4.1 程序的流程分为三种　
　4.2 用流程图表示程序的流程　
　4.3 表示循环程序块的“帽子”和“短裤”　
　4.4 结构化程序设计　
　4.5 画流程图来思考算法　
　4.6 特殊的程序流程——中断处理　
　4.7 特殊的程序流程——事件驱动　
COLUMN　来自企业培训现场 电阻颜色代码的谐音助记口诀　
第5章　与算法成为好朋友的七个要点　
　5.1 算法是程序设计的“熟语”　
　5.2 要点1：算法中解决问题的步骤是明确且有限的　
　5.3 要点2：计算机不靠直觉而是机械地解决问题　
　5.4 要点3：了解并应用典型算法　
　5.5 要点4：利用计算机的处理速度　
　5.6 要点5：使用编程技巧提升程序执行速度　
　5.7 要点6：找出数字间的规律　
5.8　要点7：先在纸上考虑算法　
第6章　与数据结构成为好朋友的七个要点　
　6.1 要点1：了解内存和变量的关系　
　6.2 要点2：了解作为数据结构基础的数组　
　6.3 要点3：了解数组的应用——作为典型算法的数据结构　
　6.4 要点4：了解并掌握典型数据结构的类型和概念　
　6.5 要点5：了解栈和队列的实现方法　
　6.6 要点6：了解结构体的组成　
　6.7 要点7：了解链表和二叉树的实现方法　
第7章　成为会使用面向对象编程的程序员吧　
　7.1 面向对象编程　
　7.2 对OOP的多种理解方法　
　7.3 观点1：面向对象编程通过把组件拼装到一起构建程序　
　7.4 观点2：面向对象编程能够提升程序的开发效率和可维护性　
　7.5 观点3：面向对象编程是适用于大型程序的开发方法　
　7.6 观点4：面向对象编程就是在为现实世界建模　
　7.7 观点5：面向对象编程可以借助UML设计程序　
　7.8 观点6：面向对象编程通过在对象间传递消息驱动程序　
　7.9 观点7：在面向对象编程中使用继承、封装和多态　
　7.10 类和对象的区别　
　7.11 类有三种使用方法　
　7.12 在Java和.NET中有关OOP的知识不能少　
第8章　一用就会的数据库　
　8.1 数据库是数据的基地　
　8.2 数据文件、DBMS和数据库应用程序　
　8.3 设计数据库　
　8.4 通过拆表和整理数据实现规范化　
　8.5 用主键和外键在表间建立关系　
　8.6 索引能够提升数据的检索速度　
　8.7 设计用户界面　
　8.8 向DBMS发送CRUD操作的SQL语句　
　8.9 使用数据对象向DBMS发送SQL语句　
　8.10 事务控制也可以交给DBMS处理　
COLUMN　来自企业培训现场 培训新人编程时推荐使用什么编程语言？　
第9章　通过七个简单的实验理解TCP/IP网络　
　9.1 实验环境　
　9.2 实验1：查看网卡的MAC地址　
　9.3 实验2：查看计算机的IP地址　
　9.4 实验3：了解DHCP服务器的作用　
　9.5 实验4：路由器是数据传输过程中的指路人　
　9.6 实验5：查看路由器的路由过程　
　9.7 实验6：DNS服务器可以把主机名解析成IP地址　
　9.8 实验7：查看IP地址和MAC地址的对应关系　
　9.9 TCP的作用及TCP/IP网络的层级模型　
第10章　试着加密数据吧　
　10.1 先来明确一下什么是加密　
　10.2 错开字符编码的加密方式　
　10.3 密钥越长，解密越困难　
　10.4 适用于互联网的公开密钥加密技术　
　10.5 数字签名可以证明数据的发送者是谁　
第11章　XML究竟是什么　
　11.1 XML是标记语言　
　11.2 XML是可扩展的语言　
　11.3 XML是元语言　
　11.4 XML可以为信息赋予意义　
　11.5 XML是通用的数据交换格式　
　11.6 可以为XML标签设定命名空间　
　11.7 可以严格地定义 XML的文档结构　
　11.8 用于解析XML的组件　
　11.9 XML可用于各种各样的领域　
第12章　SE负责监管计算机系统的构建　
　12.1 SE是自始至终参与系统开发过程的工程师　
　12.2 SE未必担任过程序员　
　12.3 系统开发过程的规范　
　12.4 各个阶段的工作内容及文档　
　12.5 所谓设计，就是拆解　
　12.6 面向对象法简化了系统维护工作　
　12.7 技术能力和沟通能力　
　12.8 IT不等于引进计算机　
　12.9 计算机系统的成功与失败　
　12.10 大幅提升设备利用率的多机备份　


《程序是怎样跑起来的》介绍和目录

       《程序是怎样跑起来的》一书从计算机的内部结构开始讲起，以图配文的形式详细讲解了二进制、内存、数据压缩、源文件和可执行文件、操作系统和应用程序的关系、汇编语言、硬件控制方法等内容，目的是让读者了解从用户双击程序图标到程序开始运行之间到底发生了什么。同时专设了“如果是你，你会怎样介绍？”专栏，以小学生、老奶奶为对象讲解程序的运行原理，颇为有趣。本书图文并茂，通俗易懂，非常适合计算机爱好者及相关从业人员阅读。

第1章　对程序员来说CPU是什么　　
1.1　CPU的内部结构解析　　
1.2　CPU是寄存器的集合体　　
1.3　决定程序流程的程序计数器　　
1.4　条件分支和循环机制　　
1.5　函数的调用机制　　
1.6　通过地址和索引实现数组　　
1.7　CPU的处理其实很简单　　
第2章　数据是用二进制数表示的　　
2.1　用二进制数表示计算机信息的原因　　
2.2　什么是二进制数　　
2.3　移位运算和乘除运算的关系　　
2.4　便于计算机处理的“补数”　　
2.5　逻辑右移和算术右移的区别　　
2.6　掌握逻辑运算的窍门　　
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向小学生讲解CPU和二进制　　
第3章　计算机进行小数运算时出错的原因　　
3.1　将0.1累加100次也得不到10　　
3.2　用二进制数表示小数　　
3.3　计算机运算出错的原因　　
3.4　什么是浮点数　　
3.5　正则表达式和　　EXCESS系统　　
3.6　在实际的程序中进行确认　　
3.7　如何避免计算机计算出错　　
3.8　二进制数和十六进制数　　
第4章　熟练使用有棱有角的内存　　
4.1　内存的物理机制很简单　　
4.2　内存的逻辑模型是楼房　　
4.3　简单的指针　　
4.4　数组是高效使用内存的基础　　
4.5　栈、队列以及环形缓冲区　　
4.6　链表使元素的追加和删除更容易　　
4.7　二叉查找树使数据搜索更有效　　
第5章　内存和磁盘的亲密关系　　
5.1　不读入内存就无法运行　　
5.2　磁盘缓存加快了磁盘访问速度　　
5.3　虚拟内存把磁盘作为部分内存来使用　　
5.4　节约内存的编程方法　　
5.5　磁盘的物理结构　　
第6章　亲自尝试压缩数据　　
6.1　文件以字节为单位保存　　
6.2　RLE　　算法的机制　　
6.3　RLE　　算法的缺点　　
6.4　通过莫尔斯编码来看哈夫曼算法的基础　　
6.5　用二叉树实现哈夫曼编码　　
6.6　哈夫曼算法能够大幅提升压缩比率　　
6.7　可逆压缩和非可逆压缩　　
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向沉迷游戏的中学生讲解内存和磁盘　　
第7章　程序是在何种环境中运行的　　
7.1　运行环境　　=　　操作系统　　＋　　硬件　　
7.2　Windows克服了CPU以外的硬件差异　　
7.3　不同操作系统的　　API不同　　
7.4　FreeBSD　　Port　　帮你轻松使用源代码　　
7.5　利用虚拟机获得其他操作系统环境　　
7.6　提供相同运行环境的　　Java虚拟机　　
7.7　BIOS　　和引导　　
第8章　从源文件到可执行文件　　
8.1　计算机只能运行本地代码　　
8.2　本地代码的内容　　
8.3　编译器负责转换源代码　　
8.4　仅靠编译是无法得到可执行文件的　　
8.5　启动及库文件　　
8.6　DLL　　文件及导入库　　
8.7　可执行文件运行时的必要条件　　
8.8　程序加载时会生成栈和堆　　
8.9　有点难度的Q&A　　
第9章　操作系统和应用的关系　　
9.1　操作系统功能的历史　　
9.2　要意识到操作系统的存在　　
9.3　系统调用和高级编程语言的移植性　　
9.4　操作系统和高级编程语言使硬件抽象化　　
9.5　Windows操作系统的特征　　
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向超喜欢手机的女高中生讲解操作系统的作用　　
第10章　通过汇编语言了解程序的实际构成　　
10.1　汇编语言和本地代码是一一对应的　　
10.2　通过编译器输出汇编语言的源代码　　
10.3　不会转换成本地代码的伪指令　　
10.4　汇编语言语法是“操作码 操作数”　　
10.5　最常用的mov指令　　
10.6　对栈进行push和pop　
10.7　函数调用机制　　
10.8　函数内部的处理　　
10.9　始终确保全局变量用的内存空间　　
10.10　临时确保局部变量用的内存空间　　
10.11　循环处理的实现方法　　
10.12　条件分支的实现方法　　
10.13　了解程序运行方式的必要性　　
第11章　硬件控制方法　　
11.1　应用和硬件无关？　　
11.2　支撑硬件输入输出的　　IN指令和OUT指令　　
11.3　编写测试用的输入输出程序　　
11.4　外围设备的中断请求　　
11.5　用中断来实现实时处理　　
11.6　DMA　　可以实现短时间内传送大量数据　　
11.7　文字及图片的显示机制　　
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向邻居老奶奶说明显示器和电视机的不同　　
第12章　让计算机“思考”　　
12.1　作为“工具”的程序和为了“思考”的程序　　
12.2　用程序来表示人类的思考方式　　
12.3　用程序来表示人类的思考习惯　　
12.4　程序生成随机数的方法　　
12.5　活用记忆功能以达到更接近人类的判断　　
12.6　用程序来表示人类的思考方式　　
COLUMN　如果是你，你会怎样介绍？——向常光临的酒馆老板讲解计算机的思考机制　　
附录　让我们开始C语言之旅　　
C语言的特点　　
变量和函数　　
数据类型　　
标准函数库　　
函数调用　　
局部变量和全局变量　　
数组和循环　　
其他语法结构

《网络是怎样连接的》介绍和目录
第 1章　浏览器生成消息 1
——探索浏览器内部
1.1　生成HTTP请求消息　5
1.1.1　探索之旅从输入网址开始　5
1.1.2　浏览器先要解析URL　7
1.1.3　省略文件名的情况　9
1.1.4　HTTP的基本思路　10
1.1.5　生成HTTP请求消息　14
1.1.6　发送请求后会收到响应　20
1.2　向DNS服务器查询Web服务器的IP地址　24
1.2.1　IP地址的基本知识　24
1.2.2　域名和IP地址并用的理由　28
1.2.3　Socket库提供查询IP地址的功能　30
1.2.4　通过解析器向DNS服务器发出查询　31
1.2.5　解析器的内部原理　32
1.3　全世界DNS服务器的大接力　35
1.3.1　DNS服务器的基本工作　35
1.3.2　域名的层次结构　38
1.3.3　寻找相应的DNS服务器并获取IP地址　40
1.3.4　通过缓存加快DNS服务器的响应　44
1.4　委托协议栈发送消息　45
1.4.1　数据收发操作概览　45
1.4.2　创建套接字阶段　48
1.4.3　连接阶段：把管道接上去　50
1.4.4　通信阶段：传递消息　52
1.4.5　断开阶段：收发数据结束　53

怪杰Resolver　55

第 2章　用电信号传输TCP/IP数据　57
——探索协议栈和网卡
2.1　创建套接字　61
2.1.1　协议栈的内部结构　61
2.1.2　套接字的实体就是通信控制信息　63
2.1.3　调用socket时的操作　66
2.2　连接服务器　68
2.2.1　连接是什么意思　68
2.2.2　负责保存控制信息的头部　70
2.2.3　连接操作的实际过程　73
2.3　收发数据　75
2.3.1　将HTTP请求消息交给协议栈　75
2.3.2　对较大的数据进行拆分　78
2.3.3　使用ACK号确认网络包已收到　79
2.3.4　根据网络包平均往返时间调整ACK号等待时间　83
2.3.5　使用窗口有效管理ACK号　84
2.3.6　ACK与窗口的合并　87
2.3.7　接收HTTP响应消息　89
2.4　从服务器断开并删除套接字　90
2.4.1　数据发送完毕后断开连接　90
2.4.2　删除套接字　92
2.4.3　数据收发操作小结　93
2.5　IP与以太网的包收发操作　95
2.5.1　包的基本知识　95
2.5.2　包收发操作概览　99
2.5.3　生成包含接收方IP地址的IP头部　102
2.5.4　生成以太网用的MAC头部　106
2.5.5　通过ARP查询目标路由器的MAC地址　108
2.5.6　以太网的基本知识　111
2.5.7　将IP包转换成电或光信号发送出去　114
2.5.8　给网络包再加3个控制数据　116
2.5.9　向集线器发送网络包　120
2.5.10　接收返回包　123
2.5.11　将服务器的响应包从IP传递给TCP　125
2.6　UDP协议的收发操作　128
2.6.1　不需要重发的数据用UDP发送更高效　128
2.6.2　控制用的短数据　129
2.6.3　音频和视频数据　130

插进Socket里的是灯泡还是程序　132

第3章　从网线到网络设备　135
——探索集线器、交换机和路由器
3.1　信号在网线和集线器中传输　139
3.1.1　每个包都是独立传输的　139
3.1.2　防止网线中的信号衰减很重要　140
3.1.3　“双绞”是为了抑制噪声　141
3.1.4　集线器将信号发往所有线路　146
3.2　交换机的包转发操作　149
3.2.1　交换机根据地址表进行转发　149
3.2.2　MAC地址表的维护　153
3.2.3　特殊操作　154
3.2.4　全双工模式可以同时进行发送和接收　155
3.2.5　自动协商：确定**优的传输速率　156
3.2.6　交换机可同时执行多个转发操作　159
3.3　路由器的包转发操作　159
3.3.1　路由器的基本知识　159
3.3.2　路由表中的信息　162
3.3.3　路由器的包接收操作　166
3.3.4　查询路由表确定输出端口　166
3.3.5　找不到匹配路由时选择默认路由　168
3.3.6　包的有效期　169
3.3.7　通过分片功能拆分大网络包　170
3.3.8　路由器的发送操作和计算机相同　172
3.3.9　路由器与交换机的关系　173
3.4　路由器的附加功能　176
3.4.1　通过地址转换有效利用IP地址　176
3.4.2　地址转换的基本原理　178
3.4.3　改写端口号的原因　180
3.4.4　从互联网访问公司内网　181
3.4.5　路由器的包过滤功能　182

集线器和路由器，换个名字身价翻倍？　184

第4章　通过接入网进入互联网内部　187
——探索接入网和网络运营商
4.1　ADSL接入网的结构和工作方式　191
4.1.1　互联网的基本结构和家庭、公司网络是相同的　191
4.1.2　连接用户与互联网的接入网　192
4.1.3　ADSL Modem将包拆分成信元　193
4.1.4　ADSL将信元“调制”成信号　197
4.1.5　ADSL通过使用多个波来提高速率　200
4.1.6　分离器的作用　201
4.1.7　从用户到电话局　203
4.1.8　噪声的干扰　204
4.1.9　通过DSLAM到达BAS　205
4.2　光纤接入网（FTTH）　206
4.2.1　光纤的基本知识　206
4.2.2　单模与多模　208
4.2.3　通过光纤分路来降低成本　213
4.3　接入网中使用的PPP和隧道　217
4.3.1　用户认证和配置下发　217
4.3.2　在以太网上传输PPP消息　219
4.3.3　通过隧道将网络包发送给运营商　223
4.3.4　接入网的整体工作过程　225
4.3.5　不分配IP地址的无编号端口　228
4.3.6　互联网接入路由器将私有地址转换成公有地址　228
4.3.7　除PPPoE之外的其他方式　230
4.4　网络运营商的内部　233
4.4.1　POP和NOC　233
4.4.2　室外通信线路的连接　236
4.5　跨越运营商的网络包　238
4.5.1　运营商之间的连接　238
4.5.2　运营商之间的路由信息交换　239
4.5.3　与公司网络中自动更新路由表机制的区别　241
4.5.4　IX的必要性　242
4.5.5　运营商如何通过IX互相连接　243

名字叫服务器，其实是路由器　246

第5章　服务器端的局域网中有什么玄机　249
5.1　Web服务器的部署地点　253
5.1.1　在公司里部署Web服务器　253
5.1.2　将Web服务器部署在数据中心　255
5.2　防火墙的结构和原理　256
5.2.1　主流的包过滤方式　256
5.2.2　如何设置包过滤的规则　256
5.2.3　通过端口号限定应用程序　260
5.2.4　通过控制位判断连接方向　260
5.2.5　从公司内网访问公开区域的规则　262
5.2.6　从外部无法访问公司内网　262
5.2.7　通过防火墙　263
5.2.8　防火墙无法抵御的攻击　264
5.3　通过将请求平均分配给多台服务器来平衡负载　265
5.3.1　性能不足时需要负载均衡　265
5.3.2　使用负载均衡器分配访问　266
5.4　使用缓存服务器分担负载　270
5.4.1　如何使用缓存服务器　270
5.4.2　缓存服务器通过更新时间管理内容　271
5.4.3　**原始的代理——正向代理　276
5.4.4　正向代理的改良版——反向代理　278
5.4.5　透明代理　279
5.5　内容分发服务　280
5.5.1　利用内容分发服务分担负载　280
5.5.2　如何找到**近的缓存服务器　282
5.5.3　通过重定向服务器分配访问目标　285
5.5.4　缓存的更新方法会影响性能　287

当通信线路变成局域网　291
第6章　请求到达Web服务器，响应返回浏览器　293
——短短几秒的“漫长旅程”迎来终点
6.1　服务器概览　297
6.1.1　客户端与服务器的区别　297
6.1.2　服务器程序的结构　297
6.1.3　服务器端的套接字和端口号　299
6.2　服务器的接收操作　305
6.2.1　网卡将接收到的信号转换成数字信息　305
6.2.2　IP模块的接收操作　308
6.2.3　TCP模块如何处理连接包　309
6.2.4　TCP模块如何处理数据包　311
6.2.5　TCP模块的断开操作　312
6.3　Web服务器程序解释请求消息并作出响应　313
6.3.1　将请求的URI转换为实际的文件名　313
6.3.2　运行CGI程序　316
6.3.3　Web服务器的访问控制　319
6.3.4　返回响应消息　323
6.4　浏览器接收响应消息并显示内容　323
6.4.1　通过响应的数据类型判断其中的内容　323
6.4.2　浏览器显示网页内容！访问完成！　326

Gateway是通往异世界的入口　328
附录　330
后记　334
致谢　334
作者简介　335

文件大小：100MB

内附PC端和移动端阅读器