前言

相信各位读者之中，有很多人是从Windows开始接触计算机的，或是从Java、Python之类的高级编程语言开始接触编程的。Windows的图形化界面操作便捷，大大提高了计算机的易用性。使用高级编程语言，可以在不关注计算机内部操作的情况下轻松编写程序。显而易见，这是一个十分便利的时代。

然而，我们不能只看到令人欣喜的一面，享受时代的便利也要付出代价。事实上，越来越多的程序员有这样的烦恼——即便有了一定的编程能力，也无法在技术上进一步提高，或是没有足够的应用能力来编写原创程序。究其原因，是他们对于程序的底层工作原理缺乏足够的理解。

不能让自己的理解仅仅停留在“双击程序图标就可以运行程序”这种表面现象上，我们需要理解表面之下的底层原理，即“机器语言程序被加载到内存，然后由CPU进行解释和执行，从而完成对计算机系统的控制和数据运算等任务”。理解了程序的工作原理，就能真正提升技术水平，掌握应用能力。

本书针对想学习编程的人、想提升自身技术水平的初级程序员，以及所有的计算机用户，深入浅出地讲解了程序的工作原理。为了便于讲解，书中会提到很多计算机硬件，但本书的主题和重点依然是程序，也就是软件。

本书内容是《日经Software》连载专栏“程序是怎样跑起来的”的合集。本书自2001年10月推出第1版以来，受到了众多读者的欢迎，我们也收到了很多反馈，其中很多读者表示，通过阅读本书理解了CPU的寄存器和内存的工作原理，也理解了自己所编写的程序是如何工作的，对此我感到十分欣慰。不过也有一些编程经验较少的读者表示内容有点难。

因此，本书于2007年4月推出了第2版，增加了一些关于硬件的讲解，并将示例程序所使用的语言从之前的Visual Basic换成了更适合讲解硬件原理的C语言。此外，还在最后增加了附录介绍C语言的内容。觉得第1版内容有点难的读者，应该会对这样的调整感到满意吧。

在此次的第3版中，我重新对全文进行了修订，更新了其中出现的产品和开发工具，而且为了避免初学编程的读者感到困惑，在正文和注释中补充了大量的内容。此外，第3版还更新了第12章，介绍了使用Python进行机器学习的内容，并在本书末尾补充了Python的相关内容。我想，即便是读过第1版和第2版的读者，也一定会对这些内容感兴趣的。

了解本质非常重要，这句话对任何事物都是成立的。只有理解本质才能举一反三，才能够更容易地理解新技术。希望各位读者能够通过本书探究程序的底层原理，抓住程序的本质。

矢泽久雄

2021年4月