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计算机系统导论实践教程电子书

本书基于业界主流程序发与调试环境行实验。书中提供了工业界基于源操作系统Linux的主流程序发与调试环境安装与配置方法,简要介绍了各类常用命令及工具软件的功能和使用方式,并设置了具体的练手实验,因而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。 ? 注重高级语言程序与机器级代码之间的关联。书中所有基础级验证性实验都在文本编辑器窗口中显示高级语言程序中的语句及其对应的指令序列,并给出了详细步骤通过gdb调试命令跟踪主存单元或寄存器中内容,从而通过实验加深对高级语言程序中各类语句、数据及其运算对应机器级表示的理解。 ? 强化对程序二制机器代码的逆向分析能力。书中的模块级分析性实验通过对程序的二制机器代码的构成与运行逻辑的分析,将理论课中关于程序的机器级表示、程序的等方面的教学内容贯穿起来,帮助读者加深对其中各重要知识的理解,并一步巩固和掌握反汇编、跟踪/调试等常用编程技能。

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作       者:鲍培明,苏丰,袁春风

出  版  社:机械工业出版社

出版时间:2025-03-31

字       数:17.8万

所属分类: 教育 > 大中专教材 > 研究生/本科/专科教材

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本书作为主教材《计算机系统导论》配套的程序设计与调试实践教材,内容包括基础级验证性实验和模块级分析性实验。本书中设计的基础级验证性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相关实验、数据的机器级表示实验、数据的基本运算实验、程序的机器级表示实验;模块级分析性实践项目包括二制程序分析与逆向工程实验、程序的与ELF目标文件实验。本书为《计算机系统导论》主教材提供了系统性的编程调试实践项目,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导论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/>本书基于业界主流程序发与调试环境行实验。书中提供了工业界基于源操作系统Linux的主流程序发与调试环境安装与配置方法,简要介绍了各类常用命令及工具软件的功能和使用方式,并设置了具体的练手实验,因而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。 ? 注重高级语言程序与机器级代码之间的关联。书中所有基础级验证性实验都在文本编辑器窗口中显示高级语言程序中的语句及其对应的指令序列,并给出了详细步骤通过gdb调试命令跟踪主存单元或寄存器中内容,从而通过实验加深对高级语言程序中各类语句、数据及其运算对应机器级表示的理解。 ? 强化对程序二制机器代码的逆向分析能力。书中的模块级分析性实验通过对程序的二制机器代码的构成与运行逻辑的分析,将理论课中关于程序的机器级表示、程序的等方面的教学内容贯穿起来,帮助读者加深对其中各重要知识的理解,并一步巩固和掌握反汇编、跟踪/调试等常用编程技能。<br/>【作者】<br/>袁春风南京大学计算机学院二级教授,CCF杰出教育奖、-华为智能基座优秀教师奖、宝钢优秀教师奖、首届全国系统能力培养突出贡献奖获得者,南京大学赵世良讲座教授。目前任“101计划”“计算机系统导论”课程建设牵头人及其虚拟教研室负责人、CCF体系结构专委会委员、江苏省计算机学会体系结构专委会副主任。在相关领域承担科研项目50多项,发表科研论文100多篇,两次获江苏省科技步二等奖。发表教改论文20多篇;获国家级教学成果一等奖和二等奖各1项、江苏省教学成果特等奖2项、优秀教材二等奖1项;主持国家精品课程和国家精品资源共享课各1门;主持国家级线上一流课程2门、江苏省线下一流课程1门;主编普通高等教育本科国家级规划教材1套、江苏省精品教材和培优教材各1本、江苏省重建设教材2本;主持的两门网络课程分别获得江苏省高等学校优秀多媒体课件特等奖和江苏省“松下杯”网络课件大赛一等奖。鲍培明南京师范大学计算机与电子信息学院副教授。承担“计算机系统基础”“计算机组成与结构”“并行程序设计”等多门课程的教学与实验工作。在教学活动中设计“计算机系统基础”课程系列实验,并获得第五届全国计算机类课程实验教学案例设计竞赛一等奖。主持高等学校计算机类专业教学指导委员会的“系统能力培养——专业课程体系改革及课程建设”教学改革项目、中国高等教育学会理科教育专业委员会的“面向系统能力培养的计算机专业硬件课程群教学改革与实践”教学改革项目。研究领域为大数据与数据挖掘,发表教学与科研论文30篇。苏丰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,“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,主持产学合作协同育人项目“计算机系统导论编程与调试实践”。研究领域为多媒体计算和计算机视觉,主持或参与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。获自然科学奖二等奖1项、江苏省教学成果奖二等奖1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。<br/>
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前言

第一部分 基础级验证性实验

第1章 实验系统的安装和工具软件的使用

实验1 实验系统的安装和配置

实验2 常用命令和工具软件的使用

第2章 程序调试初步和指令系统基础

实验1 程序调试初步

实验2 IA-32指令系统基础

*实验3 在C语言程序中嵌入汇编指令

第3章 数据的机器级表示实验

实验1 整型数据的真值与机器数

实验2 浮点型数据的真值与机器数

实验3 数据的宽度与存放顺序

实验4 不同整型数据之间的转换

实验5 整型数据与浮点型数据之间的转换

第4章 数据的基本运算实验

实验1 整数加减运算

实验2 整数乘运算

实验3 整数除运算

实验4 浮点数运算

第5章 程序的机器级表示实验

实验1 过程调用的实现和栈帧结构

实验2 流程控制语句的实现

实验3 复杂数据类型的分配和访问

*实验4 缓冲区溢出攻击

*实验5 x86-64架构中程序的机器级表示

第二部分 模块级分析性实验

第6章 二进制程序分析与逆向工程实验

实验1 字符串比较

实验2 浮点数的表示

实验3 循环控制语句

实验4 选择/分支控制语句

实验5 过程的递归调用

实验6 数组类型变量的处理

实验7 指针类型变量的处理

实验8 结构体类型变量与链表的处理

实验9 缓冲区溢出攻击

第7章 程序链接与ELF目标文件实验

实验1 数据与ELF数据节

实验2 指令与ELF代码节

实验3 符号解析

实验4 switch语句与链接

实验5 重定位

实验6 位置无关代码

后折页

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