計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試課程大綱日期：目錄CATALOGUE課程簡介課程內(nèi)容實(shí)驗(yàn)與開發(fā)環(huán)境編程與調(diào)試工具課程評估目錄CATALOGUE課程資源課程進(jìn)度安排教師團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)支持課程評價(jià)與改進(jìn)課程簡介01課程目標(biāo)掌握計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試的基本概念學(xué)生將學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試的基本概念、原理和方法，包括程序調(diào)試、系統(tǒng)測試、性能優(yōu)化等方面的知識(shí)。提高調(diào)試技能培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力通過實(shí)踐訓(xùn)練，學(xué)生將掌握常用的調(diào)試工具和技術(shù)，能夠獨(dú)立進(jìn)行程序調(diào)試和系統(tǒng)測試，提高解決實(shí)際問題的能力。通過團(tuán)隊(duì)合作和項(xiàng)目管理，學(xué)生將學(xué)會(huì)與他人協(xié)作，共同完成復(fù)雜的調(diào)試任務(wù)，提升團(tuán)隊(duì)協(xié)作和溝通能力。123計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生本課程主要面向計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)的學(xué)生，作為專業(yè)必修課或選修課，幫助他們深入了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試的相關(guān)知識(shí)和技能。軟件工程相關(guān)專業(yè)學(xué)生軟件工程、信息系統(tǒng)等專業(yè)的學(xué)生也可以選修本課程，了解軟件調(diào)試在軟件開發(fā)過程中的重要性，提高軟件質(zhì)量。其他對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試感興趣的人員對于對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試有濃厚興趣的其他專業(yè)人員或愛好者，也可以通過自學(xué)或參加培訓(xùn)等方式學(xué)習(xí)本課程。適用對象課程特色本課程注重實(shí)踐，通過大量的上機(jī)實(shí)驗(yàn)和項(xiàng)目實(shí)踐，使學(xué)生掌握調(diào)試工具和技術(shù)，提高調(diào)試能力。實(shí)踐性強(qiáng)課程內(nèi)容既涵蓋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試的基本理論和原理，又結(jié)合實(shí)際應(yīng)用場景，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際問題的解決。理論與實(shí)際相結(jié)合隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，調(diào)試工具和技術(shù)也在不斷更新。本課程將緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生能夠掌握最新的調(diào)試技術(shù)和方法。緊跟技術(shù)發(fā)展趨勢課程內(nèi)容02數(shù)據(jù)表示匯編語言、機(jī)器代碼、指令系統(tǒng)、寄存器等基本概念，以及程序在機(jī)器上的執(zhí)行過程。程序的機(jī)器級(jí)表示代碼優(yōu)化基于機(jī)器級(jí)表示的代碼優(yōu)化技術(shù)，包括代碼結(jié)構(gòu)優(yōu)化、寄存器分配、指令排布等方面的內(nèi)容。整數(shù)、浮點(diǎn)數(shù)、字符等數(shù)據(jù)類型的表示和存儲(chǔ)方法，以及數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的對齊方式。數(shù)據(jù)與程序的機(jī)器級(jí)表示鏈接鏈接概念程序的模塊化開發(fā)、編譯和鏈接過程，以及鏈接在程序構(gòu)建中的作用。鏈接技術(shù)靜態(tài)鏈接和動(dòng)態(tài)鏈接的區(qū)別和聯(lián)系，以及鏈接過程中涉及的符號(hào)解析、重定位等問題。鏈接器的工作原理鏈接器的功能和作用，以及鏈接器如何處理和解析不同的符號(hào)和引用。評估程序運(yùn)行時(shí)的性能，包括時(shí)間復(fù)雜度、空間復(fù)雜度等指標(biāo)，以及性能分析的方法和工具。性能分析與優(yōu)化性能分析代碼優(yōu)化、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)優(yōu)化、算法優(yōu)化、內(nèi)存優(yōu)化等提高程序性能的方法和技巧。優(yōu)化技術(shù)介紹并行計(jì)算的基本原理和方法，以及如何在分布式系統(tǒng)中優(yōu)化程序性能。并行與分布式計(jì)算實(shí)驗(yàn)與開發(fā)環(huán)境03Linux系統(tǒng)安裝Linux發(fā)行版選擇根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的Linux發(fā)行版，如Ubuntu、CentOS等。安裝步驟系統(tǒng)更新與升級(jí)詳細(xì)掌握Linux系統(tǒng)的安裝過程，包括分區(qū)、文件系統(tǒng)選擇、網(wǎng)絡(luò)配置等。學(xué)會(huì)如何更新系統(tǒng)軟件，安裝補(bǔ)丁以及進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。123虛擬機(jī)配置虛擬機(jī)軟件選擇了解VMware、VirtualBox等主流虛擬機(jī)軟件的特點(diǎn)和使用方法。030201虛擬機(jī)創(chuàng)建與配置掌握虛擬機(jī)的創(chuàng)建、配置和克隆技術(shù)，以滿足實(shí)驗(yàn)環(huán)境的需求。虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)置學(xué)會(huì)配置虛擬機(jī)與主機(jī)之間的網(wǎng)絡(luò)連接，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)聯(lián)網(wǎng)。實(shí)驗(yàn)工具使用遠(yuǎn)程連接工具掌握SSH、VNC等遠(yuǎn)程連接工具的使用，方便對實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。文件傳輸工具了解SCP、SFTP等文件傳輸協(xié)議及工具，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)文件的快速傳輸。系統(tǒng)監(jiān)控工具學(xué)會(huì)使用top、htop、vmstat等系統(tǒng)監(jiān)控工具，對實(shí)驗(yàn)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。編程與調(diào)試工具04GCC編譯程序概述支持多種編程語言；編譯速度快，效率高；可移植性好，適用于多種操作系統(tǒng)和硬件平臺(tái)；提供豐富的編譯選項(xiàng)和調(diào)試信息。GCC編譯器的優(yōu)點(diǎn)GCC編譯器的使用通過命令行使用GCC編譯器進(jìn)行程序編譯；使用GCC編譯器提供的編譯選項(xiàng)進(jìn)行代碼優(yōu)化和調(diào)試；使用Makefile文件進(jìn)行項(xiàng)目編譯管理。GCC編譯程序是指基于Unix的一類編譯程序，支持C、C、Objective-C、Fortran、Ada等多種編程語言，具有高效、可移植等特點(diǎn)。GCC編譯器GDB調(diào)試器概述GDB是GNU開源組織發(fā)布的一個(gè)強(qiáng)大的程序調(diào)試工具，可用于調(diào)試C、C、Fortran等語言編寫的程序。GDB調(diào)試器的功能支持程序運(yùn)行時(shí)的斷點(diǎn)設(shè)置、單步執(zhí)行、變量查看、函數(shù)調(diào)用跟蹤等調(diào)試操作；支持多種調(diào)試方式，如本地調(diào)試和遠(yuǎn)程調(diào)試；提供豐富的調(diào)試命令和選項(xiàng)，滿足不同調(diào)試需求。GDB調(diào)試器的使用通過命令行使用GDB調(diào)試器進(jìn)行程序調(diào)試；使用GDB調(diào)試器提供的命令和選項(xiàng)進(jìn)行程序調(diào)試；結(jié)合Makefile文件和GCC編譯器進(jìn)行高效的程序開發(fā)和調(diào)試。GDB調(diào)試器匯編語言程序結(jié)構(gòu)匯編語言概述匯編語言程序由匯編指令、偽指令和宏指令組成，通過編譯器編譯成機(jī)器碼執(zhí)行。匯編語言是計(jì)算機(jī)中能直接和硬件進(jìn)行交互的低級(jí)語言，具有執(zhí)行效率高、對硬件控制能力強(qiáng)等特點(diǎn)。匯編語言具有更高的執(zhí)行效率和更直接的硬件控制能力，但可讀性和可移植性較差；C語言具有更高的可讀性和可移植性，但執(zhí)行效率相對較低。編寫匯編語言源程序；使用匯編器將源程序編譯成目標(biāo)程序；鏈接目標(biāo)程序和庫文件生成可執(zhí)行程序；通過調(diào)試器進(jìn)行程序調(diào)試和測試。匯編語言與C語言的比較匯編語言程序開發(fā)流程匯編語言基礎(chǔ)課程評估05測驗(yàn)形式包括隨堂測驗(yàn)、章節(jié)測驗(yàn)和期末測驗(yàn)等多種形式。測驗(yàn)測驗(yàn)內(nèi)容涵蓋課程的理論知識(shí)、技術(shù)細(xì)節(jié)和實(shí)際應(yīng)用，檢驗(yàn)學(xué)生的掌握程度。評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)測驗(yàn)成績作為課程成績的一部分，反映學(xué)生在課程學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)和水平。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，讓學(xué)生親自動(dòng)手操作，加深對課程內(nèi)容的理解和掌握。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容包括基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)驗(yàn)，涉及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試的各個(gè)方面和技巧。實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生需按照實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書的要求，獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，并提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告。項(xiàng)目實(shí)踐項(xiàng)目內(nèi)容結(jié)合課程內(nèi)容，學(xué)生團(tuán)隊(duì)需完成一個(gè)具有一定規(guī)模和難度的項(xiàng)目，如開發(fā)一個(gè)小型軟件或系統(tǒng)。項(xiàng)目目標(biāo)項(xiàng)目管理培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作、項(xiàng)目管理、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)等綜合能力，檢驗(yàn)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力。學(xué)生需制定項(xiàng)目計(jì)劃、分工合作、進(jìn)行項(xiàng)目進(jìn)度管理和風(fēng)險(xiǎn)控制，確保項(xiàng)目順利完成。123課程資源06介紹常用的調(diào)試工具、技術(shù)及其在實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用。調(diào)試工具與技術(shù)講解針對不同類型問題和場景的調(diào)試策略與方法。調(diào)試策略與方法01020304包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試的概念、重要性、應(yīng)用場景等。課程介紹與概述通過實(shí)際案例分析和實(shí)踐操作，提升學(xué)生解決問題的能力。案例分析與實(shí)踐課件與講義參考書籍《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試實(shí)用手冊》詳細(xì)介紹調(diào)試工具、技術(shù)和方法，適合作為課程輔助教材。030201《調(diào)試九講》深入探討調(diào)試思維、策略和技巧，幫助學(xué)生培養(yǎng)調(diào)試能力?！队?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)藝術(shù)》經(jīng)典著作，涵蓋算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及程序調(diào)試等內(nèi)容，拓寬學(xué)生知識(shí)面。在線學(xué)習(xí)平臺(tái)網(wǎng)易云課堂提供豐富的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試相關(guān)課程，包括視頻教程、在線編程練習(xí)等。MOOC學(xué)院收錄國內(nèi)外知名高校的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試課程，支持在線學(xué)習(xí)、討論和作業(yè)提交。StackOverflow全球最大的IT問答社區(qū)，可查閱和提問調(diào)試相關(guān)的問題，獲取實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)和解決方案。課程進(jìn)度安排07計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述，包括硬件和軟件，以及它們?nèi)绾螀f(xié)同工作。第一周每周學(xué)習(xí)內(nèi)容操作系統(tǒng)基礎(chǔ)，包括操作系統(tǒng)原理、進(jìn)程管理、內(nèi)存管理。第二周系統(tǒng)調(diào)試技術(shù)，包括調(diào)試工具的使用、調(diào)試策略、調(diào)試技巧。第三周系統(tǒng)性能優(yōu)化，包括性能評估、性能優(yōu)化技巧、性能調(diào)優(yōu)案例。第四周操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)際操作深入理解操作系統(tǒng)原理。實(shí)驗(yàn)二調(diào)試工具實(shí)驗(yàn)，掌握調(diào)試工具的使用和調(diào)試技巧。實(shí)驗(yàn)三01020304硬件與軟件實(shí)驗(yàn)，熟悉計(jì)算機(jī)硬件和軟件環(huán)境。實(shí)驗(yàn)一性能優(yōu)化實(shí)驗(yàn)，通過對系統(tǒng)性能進(jìn)行調(diào)優(yōu)，提升系統(tǒng)性能。實(shí)驗(yàn)四實(shí)驗(yàn)安排項(xiàng)目一個(gè)人作業(yè)，每周完成一個(gè)相關(guān)的小項(xiàng)目，如操作系統(tǒng)安裝與配置。項(xiàng)目二小組項(xiàng)目，在課程結(jié)束時(shí)完成一個(gè)綜合性的系統(tǒng)調(diào)試與優(yōu)化項(xiàng)目。項(xiàng)目截止日期教師團(tuán)隊(duì)08主講教師姓名張偉專業(yè)背景計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)博士，多年從事計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試和研究工作。主講經(jīng)歷具有多年的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試課程授課經(jīng)驗(yàn)，并曾出版多本相關(guān)教材。研究方向主要研究領(lǐng)域包括系統(tǒng)安全、系統(tǒng)優(yōu)化和調(diào)試技術(shù)等。主講教師介紹助教團(tuán)隊(duì)助教團(tuán)隊(duì)成員李華、王強(qiáng)、陳麗職責(zé)分工專業(yè)背景李華負(fù)責(zé)課程答疑和作業(yè)批改，王強(qiáng)負(fù)責(zé)課程資料整理和發(fā)布，陳麗負(fù)責(zé)課程組織和協(xié)調(diào)。助教團(tuán)隊(duì)成員均具備計(jì)算機(jī)科學(xué)或相關(guān)專業(yè)背景，有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)和系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。123郵箱不提供個(gè)人電話，可以通過郵件或課程平臺(tái)進(jìn)行聯(lián)系。電話課程平臺(tái)通過學(xué)校的課程平臺(tái)進(jìn)行在線交流、作業(yè)提交和答疑。主講教師郵箱為zhangwei@，助教團(tuán)隊(duì)郵箱為course@。聯(lián)系方式學(xué)習(xí)支持09在線答疑學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中遇到的任何問題，都可以隨時(shí)通過在線答疑系統(tǒng)得到解答。實(shí)時(shí)解答答疑系統(tǒng)背后有強(qiáng)大的專家團(tuán)隊(duì)，具備豐富的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)，能夠提供高質(zhì)量的解答。專家團(tuán)隊(duì)在線答疑不僅限于文字交流，還可以通過語音、視頻等多種形式進(jìn)行，滿足學(xué)生不同需求。多樣化形式學(xué)習(xí)社區(qū)提供了學(xué)生之間的互動(dòng)平臺(tái)，學(xué)生可以在社區(qū)中分享學(xué)習(xí)心得、交流經(jīng)驗(yàn)，促進(jìn)共同進(jìn)步。學(xué)習(xí)社區(qū)學(xué)生互動(dòng)社區(qū)中匯集了大量優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，學(xué)生可以自由獲取和使用，提高學(xué)習(xí)效率。資源共享社區(qū)定期組織各種實(shí)踐活動(dòng)，如編程比賽、項(xiàng)目協(xié)作等，幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際，加深理解。實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)反饋實(shí)時(shí)反饋學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中可以實(shí)時(shí)獲得學(xué)習(xí)反饋，了解自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和效果，及時(shí)調(diào)整學(xué)習(xí)策略。多維度評估學(xué)習(xí)反饋不僅限于考試成績，還包括作業(yè)完成情況、課堂參與度、社區(qū)貢獻(xiàn)等多個(gè)維度，全面評估學(xué)生的學(xué)習(xí)表現(xiàn)。個(gè)性化建議系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)建議，幫助學(xué)生更好地掌握知識(shí)和提高技能。課程評價(jià)與改進(jìn)10問卷調(diào)查通過問卷了解學(xué)生對課程內(nèi)容、教學(xué)方法、實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)等方面的滿意度和意見。學(xué)生評價(jià)成績分析統(tǒng)計(jì)學(xué)生的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、考試等成績，分析教學(xué)效果和學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。學(xué)生反饋通過課堂互動(dòng)、課后交流等方式，及時(shí)收集學(xué)生對課程的反饋和建議。課程改進(jìn)建議教學(xué)內(nèi)容優(yōu)化根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和反饋，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和課程大綱，確保教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)。教學(xué)方法改進(jìn)實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)強(qiáng)化探索更加有效的教學(xué)方法，如案例教學(xué)、小組討論、實(shí)驗(yàn)