深入計算機底層，從幾本靠譜的書開始

04-22

計算機底層的原理很複雜，能夠把這些複雜的知識用準確，生動，通俗易懂，且具備可操作性的方式寫成文字的作者真的很了不起，而我這就有幾本這樣的書推薦給大家，它們分別是《編碼-隱匿在計算機軟硬體背後的語言》（[ 美]Charles Petzold著），《彙編語言》（王爽著），《30天自製操作系統》（[日]川合秀石著），下面對這幾本書做簡單的介紹。

《編碼-隱匿在計算機軟硬體背後的語言》這本書是偏向數字電路的，從硬體這一層面講解了一些基本電子元器件的工作方式，比如8位加法器，觸發器，鎖存器等等，然後再進一步將這些電子元器件組合成內存，甚至cpu，簡單的說，它就是告訴你「計算機是如何工作的」。可是當提到數字電路的時候，你腦子裡首先想到的是什麼？是那些跟一座破廟裡面的蜘蛛網一樣混亂的電路圖？晦澀難懂的概念？看似複雜的邏輯？跟枕頭一樣厚的教科書？我不知道你是怎麼想的，反正大學裡面的數字電路這門課給我的印象就是這樣，當然，我對這門課毫無興趣。可是當我看完這本書的時候，我才發現，原來數字電路不是用來死記硬背的，複雜的邏輯完全可以從簡單的邏輯入手推導過來。作者用導線，電燈泡，開關，這3個家喻戶曉的東西拼裝出一個個功能各異的元器件，然後再把元器件橫向拼裝成更複雜的器件，所以整本書的知識結構非常有層次感，在循序漸進的學習過程中，你會覺得一些原本認為複雜難懂的東西是這樣「理所當然的簡單」。更好玩的是，你完全可以把書上介紹的電路實現一遍，比如去做個內存，甚至cpu出來，你不需要去買二極體，電路板，電焊鐵，焊錫絲等等這些工具，只需要下載個《minecraft》(中文名《我的世界》)遊戲就行，這是一款模擬現實世界的沙盒遊戲，你千萬不要被這遊戲的低像素給嚇跑了，耐心點，你會發現裡面有「紅石」，「中繼器」，「開關」等等元素，你可以用它們模擬出現實中的電路。我當初就在遊戲裡面實現了一個8位加法器，如下圖所示。

這就是輸入端了，那9個開關看見沒？他可以輸入0，1（最右邊的開關是控制進位的），而紅色的一條條的就是「導線了」。

這是輸出端，最左邊這位是溢出位，右邊8位正常輸出，如果石頭上面的「火柴」一樣的東西亮了，就表明輸出是1。

那天晚上花了很長時間才做完這個加法器，這時看到遠處太陽升起來，感覺特別美呢！

現在給大家看看別人做的計算器。

我的世界紅石表達式計算器—在線播放—優酷網，視頻高清在線觀看 http://v.youku.com/v_show/id_XNzYwNjgwMjA4.html?from=y1.2-1-99.3.4-1.1-1-1-3-0

《彙編語言》不是列舉一堆的彙編指令，告訴你每個指令該怎麼用，事實上這是一本指令手冊該做的事情。我們知道機器指令（彙編語言和編譯器的產物）是和相應的cpu綁定在一起的，而作者挑選了結構簡單的8086cpu，通過講解某些關鍵指令來深入理解機器工作的基本原理，讓讀者有底層編程的體驗。有意思的是，書裡面提的很多問題以及實驗都很「邊界」，換句話說，就是能很好的考察你到底有沒有真的理解。另外，書裡面講解的很多概念，都是操作系統的基礎。

《30天自製操作系統》，看到這種N天學會xxx的書，出自本能的反應就是嗤之以鼻，是的，實際上我們很難在30天搞定，但30天不是重點。關鍵是這本書從0開始到一個完整的操作系統每一步都有源代碼，也就是說你完全可以跟著一起敲代碼，最後也能做出一個操作系統來，非常具有可操作性。事實上，我覺得最牛逼的「hello word」就是在機器通電後直接在屏幕上顯示「hello world」。

這幾本書都有一個共性，在傳授知識的方式上面很有技巧，他們通過知識屏蔽，循序漸進，類比等方式讓一個個複雜的原理變的自然，看的過程中很容易領悟，也很有快感。相反，不恰當的表達方式，完全可以做到把一個人的興趣扼殺在搖籃里，比如某些大學的教材。