Привет, Хабр! Мы продолжаем публиковать подборки профессиональной литературы разных направлений для представителей IT-отрасли. Эта статья посвящена компьютерному «железу». В подборке — как относительно базовые книги, так и более продвинутые. Найти что-то полезное для себя в них сможет как человек, который не очень хорошо разбирается в аппаратном обеспечении, так и профессионал, решивший углубить знания или заполнить пробелы. Всё самое интересное — ниже.

Тайный язык информатики

Автор: Чарльз Петцольд Код

Для кого эта книга: для новичков в мире компьютерного «железа».

Она раскрывает основы работы электронно-вычислительной техники. Если вы уже знакомы с системами счисления, кодирования информации, с понятиями бинарности, разрядности и т. п., возможно, книга вам не нужна. Если нет, то с ней стоит ознакомиться.

Здесь есть и раздел, который посвящён физике, механике и т. п. Например, рассказывается о том, как и почему ток идёт по проводам, как разрабатывать простые электронные схемы, как работают реле. Также автор объясняет, из чего состоит ПК, как и почему всё это работает в качестве единой системы.

Достоинство издания в том, что автор обращается к истории IT. Он показывает, как относительно простые изобретения прошлого привели к текущему положению вещей и развитию электроники.

Цифровая схемотехника и архитектура компьютера

Авторы: Харрис Д. М., Харрис С. Л.

Для кого эта книга: для студентов технических специальностей, инженеров, а также широкого круга читателей, интересующихся современной схемотехникой.

В издании представлен современный подход (книга была издана в 2017 году) к разработке цифровых устройств. Авторы начинают повествование с базовых в электронике вещей, например, с цифровых логических элементов. Затем переходят к разработке комбинационных и последовательных схем. А после — используют уже изложенную информацию для раскрытия более сложных вещей, включая проектирование существующего процессора MIPS.

Кроме обсуждения принципов конструирования цифровой логики, арифметических устройств и микропроцессорных ядер, рассказывается про использование готовых микроконтроллерных чипов. Упоминается и о том, как при помощи чипов управлять периферическими устройствами, подключаемыми к основной системе. Огромное достоинство книги — универсальность, охват тем от законов микромира до робототехники.

Раскрываются и основы экономики бизнеса разработки электронных устройств, некоторые нюансы операционных процессов. А также даётся информация о выборе тех или иных элементов в зависимости от цикла жизни продукта.

Архитектура компьютера

Автор: Танненбаум Э.

Для кого эта книга: для студентов, изучающих компьютерные технологии, а также всех, кто самостоятельно знакомится с архитектурой компьютера.

«Архитектуру компьютера» можно считать энциклопедией истории электроники — она раскрывает, как появились современные ПК. Автор очень интересно рассказывает о сложных вещах. Главная идея издания в том, что ПК, системы и протоколы организованы слоями. Пользователь всегда имеет дело с верхним слоем — интерфейсом взаимодействия со всеми этими системами.

Например, если мы кодим на ассемблере, то не задумываемся о том, как построен процессор. А работая с 3D-графикой, вряд ли слишком углубляемся в особенности структуры графического чипа. Интерфейсы помогают решить задачу без необходимости обращаться по отдельности к разным модулям и компонентам. Кроме того, автор книги показывает, какие проблемы и как решали инженеры и программисты прошлых лет, чтобы достичь текущего уровня развития электронно-вычислительной техники.

Есть один интересный момент. Не так давно на Хабре появилась статья с разбором недостатков издания. Конечно, они есть, в любой книге есть как достоинства, так и недостатки. Но «Архитектура компьютера» пришлась по душе огромному количеству представителей IT-отрасли, как в РФ, так и за рубежом. Ознакомиться с изданием всё же стоит, хотя бы для того, чтобы понять, подходит оно вам или нет. 

Кстати, Танненбаума хвалил Линус Торвальдс. Он как-то заявил: «Его книги вывели меня на новый уровень». Так что сбрасывать со счетов «Архитектуру», наверное, не стоит. Но если вы не согласны с этим, давайте обсудим в комментариях.

Архитектуры вычислительных систем

Автор: Сергеев С. Л.

Для кого эта книга: для самой широкой аудитории. По словам рецензентов издания, от читателя требуется лишь знание четырёх действий арифметики.

Автор рассказывает об архитектуре компьютера на уровне системы команд и адресов. Основной упор делается на описании работы аппаратной составляющей, а также операционных систем и их взаимодействии с «железом».

В книге описывается представление данных, рассказывается о системах счисления, диапазоне и точности, кодах чисел, разновидностях команд передачи управления, структуре циклов и методах организации переменных адресов.

Что касается ПО, то очень подробно рассматриваются структура подпрограмм, организация вызова и возврата, методы передачи параметров и сохранения регистров, а также соответствующие команды.

Несмотря на то, что издание выпущено в 2010 году, оно может быть полезно современному читателю. Во-первых, потому, что базовые принципы взаимодействия «железа» и ПО практически не изменились. Во-вторых, потому, что авторы рассказывают об архитектурах RISC и CISC, а это важная тема, поскольку RISC — архитектура, которую очень активно используют китайские разработчики, в частности для обхода санкций США. Изучают RISC-V и в РФ, а также в других странах.

Компьютерная архитектура. Количественный подход

Авторы: Хеннесси Джон Л., Паттерсон Дэвид А.

Для кого эта книга: для профессиональных инженеров и архитекторов, а также читателей, связанных с преподаванием и изучением курсов современной архитектуры и проектирования компьютеров.

«Компьютерная архитектура» написана во время бурного расцвета облачных технологий и посвящена принципам их работы. В ней рассматривается параллелизм уровня данных, раскрывая нюансы архитектур графических процессоров. Язык, которым написана книга, достаточно лёгкий — во всяком случае, авторы успешно доносят свою мысль до читателя.

Также автор рассказывает о количественных характеристиках разных систем — от процессоров до высокопроизводительной периферии вроде NVIDIA Tesla. В главах есть упражнения для закрепления прочитанного материала о применении табличных данных и их количественных оценок.

Стоит отметить, что цифры и показатели, приведённые в издании, несколько устаревшие, но пониманию темы это никак не вредит.

Что же выбрать?

Мы дали субъективную подборку — по нашему мнению, эти книги могут пригодиться многим читателям Хабра. Кому-то нужно обновить знания об основах работы «железа» и взаимодействии с ним софта. А кто-то хочет изучить более сложные и комплексные вещи, например микроконтроллеры и нюансы работы с ними. И для каждого в этой подборке найдётся своя книга.

А если нет, порекомендуйте своих любимых авторов и их произведения по теме компьютерного «железа». Обсуждение в комментариях на Хабре часто несёт не меньшую ценность, чем сама статья. Так что давайте обсудим подборку.