网络是怎样连接的+程序是怎样跑起来的新版+计算机是怎样跑起来的新版_[日]户根勤 [日]矢泽久雄 [日] 矢泽久雄_9787115012661

9787115441249 网络是怎样连接的 69.80 9787115595133 程序是怎样跑起来的（第3版） 59.80 9787115639189 计算机是怎样跑起来的（第2版） 69.80 《网络是怎样连接的》《网络是怎样连接的》以探索之旅的形式，从在浏览器中输入网址开始，一路追踪了到显示出网页的内容为止的整个过程，以图配文，讲解了网络的全貌，并重点介绍了实际的网络设备和软件是如何工作的。目的是帮助读者理解网络的本质意义，理解实际的设备和软件，进而熟练运用网络技术。同时，专设了网络术语其实很简单专栏，以对话的形式介绍了一些网络术语的词源，颇为生动有趣。《程序是怎样跑起来的（第3版）》本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。书中还专设了如果是你，你会怎样讲呢？专栏，以小学生、老奶奶等为对象讲解程序的运行原理，颇为有趣。
第3版升级了书中用到的软件产品和开发工具，并在正文和注释中补充了大量内容，让初学者更容易理解。对于旧版中颇受好评的硬件相关章节，更新了C语言的样例代码。书末附录关于C语言的章节也升级至最新标准。
第12章新增了Python机器学习的内容，让初学者能够轻松体验人工智能的乐趣。附录也增加了对Python语言的介绍。
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。
《计算机是怎样跑起来的（第2版）》本书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，工程师将提升对计算机的兴趣，在面对复杂的新技术时，能够迅速掌握其要点并灵活运用。本书以图配文，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。第2版的部分程序改用Python来呈现，数据库改用MySQL，并对加密部分做了升级。

《网络是怎样连接的》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 《程序是怎样跑起来的（第3版）》目录
第 1章　对程序员来说，CPU到底是什么　　1
1.1　看一看 CPU的内部构造　　3
1.2　CPU是寄存器的集合体　　6
1.3　决定程序流程的程序计数器　　9
1.4　条件分支和循环的原理　　10
1.5　函数调用的原理　　13
1.6　用基址和变址实现数组　　16
1.7　CPU的处理其实很简单　　17
第 2章　用二进制来理解数据　　19
2.1　计算机用二进制处理信息的原因　　21
2.2　二进制到底是什么　　23
2.3　移位运算与乘除运算的关系　　25
2.4　便于计算机处理的2的补码　　27
2.5　逻辑右移与算术右移的区别　　31
2.6　掌握逻辑运算的窍门　　34
如果是你，你会怎样讲呢？　给小学新生讲解 CPU和二进制　　38
第3章　计算机在计算小数时会出错的原因　　31
3.1　将0.1累加100次的结果不是10　　33
3.2　如何用二进制表示小数　　35
3.3　计算机计算出错的原因　　36
3.4　什么是浮点数　　38
3.5　规格化表示法与移码表示法　　50
3.6　用程序来实际确认一下吧　　53
3.7　如何避免计算机计算出错　　56
第4章　让内存化方为圆　　61
4.1　内存的物理结构十分简单　　63
4.2　内存的逻辑结构像一幢大楼　　67
4.3　指针其实很简单　　69
4.4　用好内存先从数组开始　　71
4.5　栈与队列，以及环形缓冲区　　73
4.6　在链表中添加和删除元素很容易　　78
4.7　用二叉查找树高效地查找数据　　82
第5章　内存与磁盘的密切联系　　85
5.1　程序加载到内存后才能运行　　87
5.2　提高磁盘访问速度的磁盘缓存　　88
5.3　将磁盘当成内存使用的虚拟内存　　89
5.4　将内存当成磁盘使用的固态硬盘　　92
5.5　节约内存的编程技巧　　93
5.6　了解一下磁盘的物理结构　　98
第6章　自己动手压缩数据　　103
6.1　文件是以字节为单位记录的　　105
6.2　游程编码的原理　　106
6.3　游程编码的缺点　　107
6.4　从莫尔斯码中发现哈夫曼算法的基础　　108
6.5　使用树来构建哈夫曼编码　　111
6.6　通过哈夫曼算法大幅提高压缩效率　　114
6.7　无损压缩与有损压缩　　115
如果是你，你会怎样讲呢？　给喜欢打游戏的初中生讲解内存和磁盘　　119
第7章　程序在怎样的环境下运行　　121
7.1　运行环境 =操作系统硬件　　123
7.2　Windows消除了CPU之外的硬件差异　　125
7.3　每种操作系统的API都是不同的　　128
7.4　使用源代码进行安装　　129
7.5　在任何地方都能提供相同运行环境的 Java虚拟机　　130
7.6　云计算平台提供的虚拟运行环境　　132
7.7　BIOS与引导装入程序　　134
第8章　从源文件到可执行文件　　137
8.1　计算机只能执行本机代码　　140
8.2　看一看本机代码的内容　　142
8.3　编译器负责翻译源代码　　144
8.4　仅靠编译无法得到可执行文件　　146
8.5　启动代码与库文件　　147
8.6　DLL文件与导入库　　149
8.7　运行可执行文件需要什么　　152
8.8　加载时生成的栈和堆　　153
8.9　进阶问答　　155
第9章　操作系统与应用程序的关系　　159
9.1　从历史发展看操作系统的功能　　161
9.2　关注操作系统的存在　　164
9.3　系统调用与高级编程语言的可移植性　　166
9.4　操作系统和高级编程语言对硬件进行了抽象化　　168
9.5　Windows操作系统的特点　　170
如果是你，你会怎样讲呢？　给喜欢智能手机的高中女生讲解操作系统的功能　　177
第 10章　通过汇编语言认识程序的真面目　　179
10.1　汇编语言和本机代码是一一对应的　　181
10.2　用C编译器输出汇编语言源代码　　183
10.3　伪指令与注释　　186
10.4　汇编语言的语法是操作码操作数　　187
10.5　最常用的movl指令　　189
10.6　将数据存入栈中　　191
10.7　函数调用的工作原理　　192
10.8　被调用函数的工作原理　　194
10.9　全局变量和局部变量的工作原理　　195
10.10　循环的工作原理　　199
10.11　条件分支的工作原理　　203
10.12　体验汇编语言的意义　　207
第 11章　访问硬件的方法　　209
11.1　应用程序是否与硬件有关　　211
11.2　负责硬件输入输出的in指令和out指令　　213
11.3　外部设备的中断请求　　216
11.4　通过中断实现实时处理　　220
11.5　能够快速传输大量数据的DMA　　220
11.6　显示字符和图像的原理　　222
如果是你，你会怎样讲呢？　给邻居老奶奶讲解显示器与电视机的区别　　224
第 12章　如何让计算机学习　　227
12.1　什么是机器学习　　229
12.2　支持向量机　　231
12.3　Python交互模式的使用方法　　234
12.4　准备学习数据　　236
12.5　查看手写数字数据的内容　　237
12.6　通过机器学习识别手写数字　　239
12.7　尝试交叉验证　　242
如果是你，你会怎样讲呢？　给常去的酒馆的老板讲解机器学习的类别　　244
附录1　亲手尝试C语言　　247
C语言的特点　　247
变量与函数　　248
数据类型　　249
输入、运算、输出　　250
创建和使用函数　　252
局部变量与全局变量　　254
数组与循环　　255
其他语法　　257
附录2　亲手尝试Python　　261
Python的特点　　261
一切皆对象　　263
数据类型　　265
输入、运算、输出　　266
创建和使用函数　　266
局部变量与全局变量　　268
数组与循环　　269
其他语法　　271
后记　　273
致谢　　273
《计算机是怎样跑起来的（第2版）》第 1章计算机的三大原则 1
1.1　计算机的三大原则 3
1.2　输入、运算和输出是硬件的基础 4
1.3　软件是指令和数据的集合 6
1.4　对计算机来说一切都是数字 8
1.5　为了贴近人类，计算机在不断进化 9
1.6　预习一下第 2章 12
第 2章制作一台计算机 15
2.1　计算机的组成元件 17
2.2　CPU、内存和I/O内部的存储单元 19
2.3　电路图的读法 22
2.4　连接电源电路 23
2.5　连接数据总线 24
2.6　连接地址总线 26
2.7　连接控制总线 29
2.8　连接剩余的电路 30
2.9　大功告成 32
第3章体验汇编语言 35
3.1　高级语言和低级语言 37
3.2　用汇编语言编程时需要了解的硬件知识 39
3.3　Intel CPU的寄存器 40
3.4　汇编语言的语法只有一条 42
3.5　逐行分析计算1 2的代码 44
3.6　安装汇编语言编程工具SASM 46
3.7　使用SASM编写并运行计算1 2的程序 52
3.8　查看汇编语言对应的机器语言 54
3.9　查看CPU和内存之间的数据传输方式 56
3.10　指令顺序执行的机制 62
第4章程序像河水一样流动 67
4.1　程序的流程分为3种 69
4.2　用流程图表示程序的流程 73
4.3　表示循环程序块的帽子和短裤 75
4.4　结构化程序设计 80
4.5　边画流程图边设计算法 81
4.6　特殊的程序流程事件驱动 83
COLUMN 来自企业培训现场
拆解计算机的练习 87
第5章与算法成为好朋友的7个要点 89
5.1　算法是编程语言中的常用语 91
5.2　要点 1：解决问题的步骤必须明确且有限 92
5.3　要点 2：计算机不靠直觉，只会机械地解决问题 93
5.4　要点 3：掌握经典算法 95
5.5　要点 4：利用计算机的处理速度 96
5.6　要点 5：使用编程技巧提升程序执行速度 98
5.7　要点 6：找出数字间的规律 102
5.8　要点 7：先在纸上设计算法 104
第6章与数据结构成为好朋友的7个要点 107
6.1　要点 1：了解内存和变量的关系 109
6.2　要点 2：了解作为数据结构基础的数组 112
6.3　要点 3：了解数组在经典算法中的应用 113
6.4　要点 4：了解经典数据结构的特点 115
6.5　要点 5：了解栈和队列的实现方法 118
6.6　要点 6：了解结构体的构成 122
6.7　要点 7：了解链表和二叉树的实现方法 123
第7章做一个面向对象编程的程序员 129
7.1　面向对象编程 131
7.2　面向对象编程有多种理解方法 132
7.3　观点1：面向对象编程通过将组件拼装到一起构建程序 133
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 135
7.5　观点3：面向对象编程适用于大型程序的开发 137
7.6　观点4：面向对象编程就是在模拟现实世界 137
7.7　观点5：面向对象编程可以借助UML设计程序 138
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 140
7.9　观点7：面向对象编程的三大特性 143
7.10　类和对象的区别 144
7.11　类的3种使用方法 145
COLUMN 来自企业培训现场
新手程序员适合学习哪些编程语言？ 149
第8章一用就会的数据库 151
8.1　数据库是数据的基地 153
8.2　数据文件、DBMS和数据库应用程序 155
8.3　设计数据库 158
8.4　数据库规范化 160
8.5　用主键和外键将表连接在一起 162
8.6　索引能够提升数据的检索速度 165
8.7　在MySQL中创建酒铺数据库 166
8.8　向MySQL发送增删改查的SQL语句 169
8.9　事务控制也可以交给DBMS处理 171
第9章使用网络命令来探索网络的机制 175
9.1　什么是网络命令 177
9.2　实验 1：查看MAC地址 179
9.3　实验 2：查看IP地址和子网掩码 180
9.4　实验 3：了解DHCP服务器的作用 182
9.5　实验 4：PING默认网关 184
9.6　实验 5：了解TTL的作用 185
9.7　实验 6：了解DNS服务器的作用 187
9.8　实验 7：查看IP地址和MAC地址的对应关系 188
9.9　TCP的作用及TCP/IP网络的层级模型 190
第 10章加密与解密 193
10.1　什么是加密 195
10.2　通过平移字符编码加密 197
10.3　密钥越长，破解越困难 200
10.4　使用公开密钥加密方式加密和解密 202
10.5　基于公开密钥加密的数字签名 205
第 11章 XML究竟是什么 209
11.1　XML是标记语言 211
11.2　XML是可扩展的标记语言 213
11.3　XML是元语言 214
11.4　XML可以为数据赋予意义 217
11.5　XML是通用的数据格式 219
11.6　为XML标签设定命名空间 222
11.7　严格定义XML实例的结构 223
11.8　用于解析XML的程序组件 225
11.9　XML适用于各种领域 226
第 12章 SE负责监管计算机系统的开发 229
12.1　SE是自始至终参与系统开发过程的工程师 231
12.2　SE未必是程序员出身 233
12.3　系统开发过程的规范 233
12.4　各个阶段的工作内容及文档 235
12.5　所谓设计，就是拆解 237
12.6　技术能力和沟通能力 239
12.7　IT不等于引进计算机 240
12.8　计算机系统的成功与失败 241
12.9　大幅提升可用性的多机备份 243

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