本書以圖解的方式通俗易懂的講解計算機系統中各項技術的本質，包括編程語言的本質是什么、操作系統、進程線程協程等的本質是什么、到底什么是內存、什么是堆區棧區、內存分配等是怎么一回事、怎樣從晶體管構建出CPU、I/O是如何實現的等等，從根源出發，一步步講解一項技術到底是怎么來的，同時內容可視化——輔助大量精心設計的插圖，幾乎做到了平均一頁有一圖，把對技術的理解門檻降到最低。
前言
本書源自筆者的兩個疑問：我的代碼看上去能正常運行，可這是為什么呢？計算機在執行我寫的代碼時在底層發生了什么？
現代計算機系統的結構就像一個漢堡包一樣，實際上是被層層抽象過的，程序員在最上層用高級語言編寫代碼時根本不用關心底層細節，這極大地提高了開發效率，但有時遇到一些較為棘手的問題，很多人往往束手無策，這其中大部分情況是因為對底層了解不夠而導致的，我們有時甚至都不能理解產生的問題本身，更何談解決問題呢？
這些看上去很難解決的問題在那些編程高手眼里往往不值一提，他們幾乎能脫口而出直指本質，你一兩天都搞不定的問題在這些編程高手那里可能會被瞬間解決掉，因為他們對自己寫下的每一行代碼到底會對計算機系統產生什么樣的影響了如指掌，如他們非常清楚地知道分配一塊內存在底層發生的一系列故事等。英文中有一個詞很形象—— mental model (心智模型)，本書更多地為你揭示那些編程高手的心智模型和計算機系統 底層的奧秘。
在講解方式上，首先筆者認為內容可視化非常重要，一圖抵千言，因此本書中有多達341張圖，以圖解的方式來講解所涉及的內容；其次內容的可讀性也很重要，本書會 以通俗易懂的方式從概念的起源開始講解，不僅告訴你是什么、為什么，還會告訴你這是怎么來的，把對內容閱讀理解的門檻降到最低。
當然，除了上述較為“功利”的目的，筆者認為有趣的東西還是值得了解一下的，計算機系統其實就是這樣一個很有趣的東西，如果你不這么認為的話，那么很可能是你 還不夠了解它。計算機系統中的許多設計是如此的有趣，即便是出于好奇，也應該去了 解一下，就像 Linus 所說的那樣——Just for fun ！
本書配套資料
一款操作系統發布后往往需要打補丁、定時升級，而一本書的出版往往與之類似，由于筆者能力有限，因此在本書出版后可能也需要打補丁，在微信公眾號“碼農的荒島求生”后臺回復“補丁”二字可獲取筆者關于本書相關話題的擴展內容，相信這些內容 可以更好地幫助讀者理解本書。
路線圖
本書分為6章：
● 第1章關注編程語言，重點闡述到底什么是編程語言、編譯器的工作原理，以及如何從代碼生成最終的可執行程序。
● 第2章重點講解程序運行起來后，也就是運行時的奧秘，包括程序到底是以什么樣的形式運行起來的，操作系統、進程、線程、協程到底是什么，我們為什么需要了解這些概念，回調函數、同步、異步、阻塞、非阻塞又是怎么一回事，這些又能賦予程序員什么樣的能力等。
● 第3章將帶你認識內存。程序的運行離不開內存，因此我們要了解內存的本質是什么，到底什么是指針，為什么會有堆區、棧區，函數調用的實現原理是什么，申請內存時底層到底發生了什么，該怎樣實現一個自己的malloc內存分配器等。
● 第4章介紹計算機系統中最重要的CPU，CPU的實現原理是什么，怎樣一步步打造出CPU，CPU是如何認識數字的，CPU空閑時在干什么，以及CPU是如何演變進化的，為什么會出現復雜指令集及精簡指令集，如何利用CPU與棧的組合實現函數調用、中斷處理、線程切換及系統調用等機制。
● 第5章講解計算機系統中的cache，為什么需要cache，以及程序員該如何編 寫出對cache 友好的代碼。
● 第6章關注I/O，計算機系統是如何實現I/O的，程序員調用read函數時在底層是如何一步步讀取到文件內容的，程序員該如何高效處理I/O等。
勘誤
由于筆者水平有限，書中難免會有疏漏之處，懇請廣大讀者批評指正。
在微信公眾號“碼農的荒島求生”底部菜單欄中有一項關于本書勘誤的菜單入口，讀者可通過此渠道查看本書的bug或者反饋問題。
致謝
首先感謝微信公眾號“碼農的荒島求生”的忠實讀者，是你們讓我一直堅持到現在，是你們讓我能感受到自己做的事情是有價值的，是你們讓本書出版成為可能。
其次特別感謝我的愛人，是你的鼓勵讓我踏上了寫作之路，在此之前我從沒想過自己此生會與寫作有什么關聯，是你讓我發現了全新的自己，這無異于重生。
最后感謝我的父母，是你們的辛苦付出讓我遠離生活瑣事。“當你輕裝上陣時必定 有人為你負重前行”，我無以為報，謹將此書獻給你們。
陸小風（@碼農的荒島求生），碩士畢業于北京航空航天大學計算機學院，先后就職于VMware和京東，具有多年軟件系統研發經驗，擅長用通俗易懂的語言講解計算機技術。
新書資訊