Programming from the ground up: [an introduction to programming using Linux assembly language]

آیا می‌دانید رایانه‌ها واقعاً چگونه فکر می‌کنند و کدهایی که می‌نویسید به چه زبانی با سخت‌افزار ارتباط برقرار می‌کنند؟ کتاب «Programming from the Ground Up» نوشتهٔ جاناتان بارتلت، پاسخی است به این پرسش بنیادین که در بیشتر کتاب‌های مقدماتی برنامه‌نویسی نادیده گرفته می‌شود. این کتاب با زبانی گویا و با تکیه بر زبان اسمبلی لینوکس، شما را از صفر تا درک نحوهٔ کار پردازنده، حافظه و سیستم‌عامل هدایت می‌کند و پایه‌ای محکم برای تبدیل شدن به یک برنامه‌نویسِ مسلط فراهم می‌آورد.

دربارهٔ کتاب Programming from the Ground Up

این کتاب که توسط جاناتان بارتلت نوشته شده و دومینیک برونو، جونیور ویرایش آن را بر عهده داشته است، یک منبع مقدماتی برنامه‌نویسی و علوم رایانه به شمار می‌رود که از زبان اسمبلی برای آموزش استفاده می‌کند. رویکرد منحصربه‌فرد این کتاب در این است که فرض را بر این می‌گذارد که خواننده هیچ‌گاه برنامه‌نویسی نکرده است و به‌جای پرهیز از مباحث دشوار، مستقیماً به سراغ آن‌ها می‌رود تا نشان دهد رایانه‌ها واقعاً چگونه کار می‌کنند. بارتلت با استفاده از مجموعه ابزار استاندارد در سیستم‌عامل گنو/لینوکس، مفاهیم بنیادین برنامه‌نویسی را با زبانی شیوا و مثال‌های عملی آموزش می‌دهد. فضای کتاب کاملاً آموزشی و گام‌به‌گام است و برخلاف بسیاری از کتاب‌های هم‌رده، خواننده را با جزئیات سطح پایین رایانه درگیر می‌کند. از جمله مباحث محوری کتاب می‌توان به نحوهٔ دید پردازنده به حافظه، نحوهٔ عملکرد پردازنده، چگونگی تعامل برنامه‌ها با سیستم‌عامل، نحوهٔ نمایش داده‌ها در رایانه، و روش‌های بهینه‌سازی در سطوح پایین و بالا اشاره کرد. این کتاب به‌جای آنکه مانند یک مرجع جامع اسمبلی باشد، به‌عنوان یک راهنمای ورودی عمل کرده و برخی جزئیات را برای روان‌تر شدن فرایند یادگیری حذف کرده است تا هدف اصلی خود، یعنی درک نحوهٔ کار برنامه‌نویسی و رایانه را محقق سازد.

دربارهٔ نویسنده

جاناتان بارتلت، نویسندهٔ این کتاب، یک برنامه‌نویس و نویسندهٔ برجسته در حوزهٔ علوم رایانه است. او این کتاب را از سرِ دل‌شکستگی از کتاب‌های مقدماتیِ موجود نوشت که پس از خواندنشان، خواننده همچنان درک درستی از نحوهٔ کار رایانه‌ها نداشت. بارتلت همچنین نویسندهٔ کتاب دیگری با عنوان «Learn to Program with Assembly» است که نسخه‌ای به‌روزتر و منطبق بر معماری‌های ۶۴-بیتی محسوب می‌شود، هرچند که کتاب «Programming from the Ground Up» همچنان برای یادگیری قراردادهای فراخوانی ۳۲-بیتی توصیه می‌شود. دومینیک برونو، جونیور نیز به‌عنوان ویراستار در تهیهٔ این کتاب همکاری داشته است.

چرا باید «Programming from the Ground Up» را بخوانید؟

• درک بنیادین از سخت‌افزار: این کتاب به شما می‌آموزد که پردازنده چگونه حافظه را می‌بیند، اطلاعات را تفسیر می‌کند و با سیستم‌عامل تعامل دارد، موضوعی که درک آن برای هر برنامه‌نویسی ضروری است.
• رفع ابهام از مفاهیم انتزاعی: با یادگیری اسمبلی، مفاهیمی مانند پوینترها، تفاوت heap و stack، و نحوهٔ مدیریت حافظه برای شما کاملاً ملموس و قابل‌درک می‌شوند.
• یادگیری سریع زبان‌های جدید: آشنایی با نحوهٔ کار رایانه در سطح پایین، درک و یادگیری هر زبان برنامه‌نویسی سطح‌بالای دیگری را برای شما بسیار آسان‌تر می‌کند.
• منبعی برای دانشگاه‌های معتبر: این کتاب در دانشگاه‌هایی چون پرینستون به عنوان منبع درسی معرفی شده و به عنوان یکی از بهترین کتاب‌های کتابخانهٔ فنی کاربران توصیف شده است.
• دسترسی آزاد و هزینهٔ کم: نسخهٔ الکترونیکی این کتاب به صورت رایگان و تحت مجوز مستندات آزاد گنو (GNU FDL) در دسترس است و نسخهٔ چاپی آن نیز قیمتی مناسب دارد.
• تمرین‌های هدفمند: در پایان هر فصل، سه دسته تمرین برای مرور، کاربرد و گسترش دیدگاه طراحی شده است که به تثبیت عمیق مفاهیم کمک می‌کند.

این کتاب برای چه کسانی مناسب است؟

این کتاب برای طیف گسترده‌ای از علاقه‌مندان به برنامه‌نویسی مفید است. اولین و مهم‌ترین مخاطب آن، کسانی هستند که هیچ‌گاه برنامه‌نویسی نکرده‌اند و می‌خواهند یادگیری را از صفر و با درکی عمیق از نحوهٔ کار رایانه آغاز کنند. همچنین برای برنامه‌نویسانی که با زبان‌های سطح‌بالا مانند C یا جاوا کار می‌کنند، این کتاب فرصتی بی‌نظیر برای درک پشت‌صحنهٔ کدهایشان و بهبود مهارت‌های بهینه‌سازی و اشکال‌زدایی فراهم می‌آورد. به بیان دقیق‌تر، این کتاب برای هر کسی که به دنبال «جادوی» پشت برنامه‌نویسی است و می‌خواهد بداند کامپیوتر زیرِ کاپوت چه می‌کند، یک منبع ارزشمند و بی‌نظیر محسوب می‌شود.

سوالات متداول

آیا برای استفاده از این کتاب به دانش قبلی برنامه‌نویسی نیاز دارم؟

خیر، این کتاب به صراحت برای کسانی نوشته شده است که هیچ سابقهٔ برنامه‌نویسی ندارند و مفاهیم را از سطح صفر آموزش می‌دهد. با این حال، برخی خوانندگان توصیه کرده‌اند که آشنایی مختصر با یک زبان سطح‌بالا مانند C می‌تواند به درک بهتر کمک کند.

آیا این کتاب برای معماری‌های جدید ۶۴-بیتی به‌روز است؟

این کتاب در سال ۲۰۰۴ برای معماری x86 (۳۲-بیت) نوشته شده است و مثال‌های آن برای سیستم‌عامل لینوکس ۳۲-بیتی طراحی شده‌اند. اگرچه ممکن است برای اجرا بر روی سیستم‌های ۶۴-بیتی نیاز به تغییرات جزئی داشته باشد، اما مفاهیم بنیادین آن همچنان معتبر و ارزشمند هستند. نویسنده برای مطالعهٔ مباحث ۶۴-بیتی، کتاب جدیدتر خود را معرفی کرده است.

آیا این کتاب برای تبدیل شدن به یک برنامه‌نویس حرفه‌ای اسمبلی کافی است؟

خیر، این کتاب یک منبع مقدماتی است و هدف آن آموزش حرفه‌ای برنامه‌نویسی به زبان اسمبلی نیست، بلکه ایجاد درکی عمیق از مفاهیم پایه و نحوهٔ کار رایانه‌هاست که سنگ‌بنای موفقیت در هر حوزهٔ برنامه‌نویسی خواهد بود.

Bartlett says most programming books pass over the difficult topics and leave readers wondering how computers really work. Here he takes readers on a journey from knowing nothing about programming to understanding how to think, write, and learn like programmers—difficult topics included. He uses the standard GNU/Linux tool set for his examples, but his goal is to produce programmers who can work in any platform, with any language. Annotation © 2004 Book News, Inc., Portland, OR Programming from the Ground Up uses Linux assembly language to teach new programmers the most important concepts in programming. It takes you a step at a time through these * How the processor views memory * How the processor operates * How programs interact with the operating system * How computers represent data internally * How to do low-level and high-level optimizationMost beginning-level programming books attempt to shield the reader from how their computer really works. Programming from the Ground Up starts by teaching how the computer works under the hood, so that the programmer will have a sufficient background to be successful in all areas of programming.This book has been used by universities as diverse as Princeton and DeVry.