計算機系統(tǒng)課程概述湖南大學(xué)《計算機系統(tǒng)》課程教學(xué)組首批國家級一流本科課程湖南大學(xué)首批標(biāo)桿課程（僅5門）1首批教育部虛擬教研室（國家級教學(xué)團隊）2以計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案為例機器內(nèi)部的實際情況機器里的數(shù)據(jù)類型的表示方法決定了對結(jié)果的表示！標(biāo)簽文字標(biāo)簽文字簡單代碼的不簡單行為為什么機器執(zhí)行和人腦思維不同步？理解底層行為-11001.c3使用浮點數(shù)據(jù)的代價有效數(shù)字比整型少了很多標(biāo)簽文字不同數(shù)據(jù)類型的不同特點浮點數(shù)據(jù)能大大擴展表示范圍理解底層行為-21002.c4問題何在？數(shù)據(jù)類型是對二進制表達的不同解釋：“任爾東南西北風(fēng)，我自巋然不動”，同一個二進制表達可以因為規(guī)定的數(shù)據(jù)類型不同而有不同意義標(biāo)簽文字理解底層行為-31003.cC=-128,D=-1285理解底層行為-41004.clen=？6爆炸的火箭1966年6月4日，Ariane5火箭初次航行，一個錯誤便產(chǎn)生了災(zāi)難性的后果。發(fā)射后僅僅37秒，就解體并爆炸，火箭上載有價值5億美元的通信衛(wèi)星。理解底層行為-5不理解數(shù)據(jù)的底層行為就會造成嚴(yán)重后果！浮點溢出導(dǎo)致的慘痛代價！7voidcopyij(intsrc[2048][2048],intdst[2048][2048]){inti,j;

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for(j=0;j<2048;j++)dst[i][j]=src[i][j];}voidcopyji(intsrc[2048][2048],intdst[2048][2048]){inti,j;

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for(i=0;i<2048;i++)dst[i][j]=src[i][j];}程序1：程序2：21timesslower(Pentium4)理解底層行為-68性能比較程序2耗時是程序1的7.74倍硬件信息：CPU為InterCorei55200U緩存大?。阂患壷噶?*32KBytes(8-way)

一級數(shù)據(jù)2*32KBytes(8-way)

二級2*256KBytes(8-way)

三級3MBytes(12-way)理解底層行為-69voidcopyij(intsrc[2048][2048],intdst[2048][2048]){inti,j;

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for(j=0;j<2048;j++)dst[i][j]=src[i][j];}voidcopyji(intsrc[2048][2048],intdst[2048][2048]){inti,j;

for(j=0;j<2048;j++)

for(i=0;i<2048;i++)dst[i][j]=src[i][j];}程序1：程序2：不理解數(shù)據(jù)的底層行為就會造成程序性能低下理解底層行為-610理解該問題需要知道：Cache機制訪問局部性……理解底層行為-711理解底層行為-812不理解計算機底層原理將喪失核心競爭力能夠更有效的找出并且消除程序中的bug能夠更好的進行程序性能調(diào)優(yōu)更有效率的程序員深入了解計算機系統(tǒng)中一些底層的實現(xiàn)寫出更可靠、更安全的程序更有底氣的程序員為后續(xù)的計算機類“系統(tǒng)”級課程做好準(zhǔn)備提高解決復(fù)雜問題的能力，提高設(shè)計復(fù)雜系統(tǒng)的能力更為全面的程序員課程目標(biāo)0402基礎(chǔ)知識010305掌握馮·諾依曼結(jié)構(gòu)、匯編與反匯編、布爾代數(shù)及其運算、尋址方式與大小端法、補碼及其運算、浮點數(shù)及其運算等基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識理解原理系統(tǒng)級思維和能力性能優(yōu)化能夠建立高級語言程序、ISA、OS、編譯器、鏈接器等之間的相互關(guān)聯(lián)，理解程序在機器中編碼和運行的原理理解原理系統(tǒng)級思維及能力程序的運行機制能夠解釋影響程序性能的關(guān)鍵因素，并依照其設(shè)計程序優(yōu)化方案進行系統(tǒng)級優(yōu)化性能優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容14具有在系統(tǒng)知識基礎(chǔ)上進一步理解、歸納和總結(jié)技術(shù)問題的系統(tǒng)級思維和能力程序的運行機制了解存儲層次結(jié)構(gòu)，掌握Cache的概念及工作方式，引入虛存；了解源程序到可執(zhí)行文件的過程，理解鏈接過程；知道異常控制流的概念，并理解用戶程序和系統(tǒng)交互（如系統(tǒng)調(diào)用）的原理和方式。教材《計算機系統(tǒng)——從應(yīng)用程序到底層實現(xiàn)

》

機械工業(yè)出版社，2025年2月15RandalE.BryantDavidR.O’Hallaron著.龔奕利等譯.深入理解計算機系統(tǒng)(原書第3版).機械工業(yè)出版社/cq20110310/category_9582367.html16CSAPP計算機專業(yè)必讀排行榜第1超星泛雅/學(xué)習(xí)通課程主頁：/course-ans/courseportal/249749712.html17豐富的教學(xué)資源：課件、視頻、代碼案例、補充閱讀材料等靈活的學(xué)習(xí)機制：討論課題目、實驗內(nèi)容都將提前發(fā)布分布在章節(jié)、資料、作業(yè)、討論等板塊，并建有知識圖譜18頭歌實踐教學(xué)平臺/paths/ug63ackx課程名稱：計算機系統(tǒng)及綜合實踐部署了12個闖關(guān)實驗：每個實驗設(shè)置若干關(guān)可在線進行實驗闖關(guān)課程構(gòu)成

大家一起講

合班授課——老師講

小班討論課——同學(xué)自己講（Presentation+Defense）——討論報告、錄制視頻（可選）

動手做實驗——實驗報告+可執(zhí)行的源代碼

日常作業(yè)——課后作業(yè)期中機試——客觀題

期末筆試——分析設(shè)計（主觀題）1920教學(xué)天團每個班級配有1名研究生助教：負(fù)責(zé)批改作業(yè)和協(xié)助小班討論每個班級配有1名高年級學(xué)長：負(fù)責(zé)答疑解惑和實驗指導(dǎo)每個教學(xué)頭建有課程QQ群，老師、助教、學(xué)長均24小時在線！每個教學(xué)頭由兩位教師負(fù)責(zé)成績評定總評成績＝“平時成績1”*40%＋“平時成績2”*20%＋“期末考試”*40%其中：平時成績1＝作業(yè)成績

＋期中考試+小班討論+課堂表現(xiàn)

平時成績2＝實驗成績期末考試

＝期末考試成績

嚴(yán)禁任何形式的抄襲！21Let’sGo!22