計(jì)算機(jī)系統(tǒng)課程概述湖南大學(xué)《計(jì)算機(jī)系統(tǒng)》課程教學(xué)組首批國家級(jí)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(jí)教學(xué)團(tuán)隊(duì)）2以計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)培養(yǎng)方案為例機(jī)器內(nèi)部的實(shí)際情況機(jī)器里的數(shù)據(jù)類型的表示方法決定了對(duì)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(jī)器執(zhí)行和人腦思維不同步？理解底層行為-11001.c3使用浮點(diǎn)數(shù)據(jù)的代價(jià)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(diǎn)浮點(diǎn)數(shù)據(jù)能大大擴(kuò)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(duì)二進(jìn)制表達(dá)的不同解釋：“任爾東南西北風(fēng)，我自巋然不動(dòng)”，同一個(gè)二進(jìn)制表達(dá)可以因?yàn)橐?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(gè)錯(cuò)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(jià)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(huì)造成嚴(yán)重后果！浮點(diǎn)溢出導(dǎo)致的慘痛代價(jià)！7voidcopyij(intsrc[2048][2048],intdst[2048][2048]){inti,j;

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

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2：21timesslower(Pentium4)理解底層行為-68性能比較程序2耗時(shí)是程序1的7.74倍硬件信息：CPU為InterCorei55200U緩存大?。阂患?jí)指令2*32KBytes(8-way)

一級(jí)數(shù)據(jù)2*32KBytes(8-way)

二級(jí)2*256KBytes(8-way)

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

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

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(huì)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(jī)制訪問局部性……理解底層行為-711理解底層行為-812不理解計(jì)算機(jī)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(jìn)行程序性能調(diào)優(yōu)更有效率的程序員深入了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中一些底層的實(shí)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(jì)算機(jī)類“系統(tǒng)”級(jí)課程做好準(zhǔn)備提高解決復(fù)雜問題的能力，提高設(shè)計(jì)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(shí)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(yùn)算、尋址方式與大小端法、補(bǔ)碼及其運(yùn)算、浮點(diǎn)數(shù)及其運(yùn)算等基礎(chǔ)知識(shí)基礎(chǔ)知識(shí)理解原理系統(tǒng)級(jí)思維和能力性能優(yōu)化能夠建立高級(jí)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(jī)器中編碼和運(yùn)行的原理理解原理系統(tǒng)級(jí)思維及能力程序的運(yùn)行機(jī)制能夠解釋影響程序性能的關(guān)鍵因素，并依照其設(shè)計(jì)程序優(yōu)化方案進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)優(yōu)化性能優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容14具有在系統(tǒng)知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)一步理解、歸納和總結(jié)技術(shù)問題的系統(tǒng)級(jí)思維和能力程序的運(yùn)行機(jī)制了解存儲(chǔ)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)——從應(yīng)用程序到底層實(shí)現(xiàn)

》

機(jī)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)(原書第3版).機(jī)械工業(yè)出版社/cq20110310/category_9582367.html16CSAPP計(jì)算機(jī)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(bǔ)充閱讀材料等靈活的學(xué)習(xí)機(jī)制：討論課題目、實(shí)驗(yàn)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(shí)圖譜18頭歌實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)/paths/ug63ackx課程名稱：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)及綜合實(shí)踐部署了12個(gè)闖關(guān)實(shí)驗(yàn)：每個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置若干關(guān)可在線進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(bào)告、錄制視頻（可選）

動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)——實(shí)驗(yàn)報(bào)告+可執(zhí)行的源代碼

日常作業(yè)——課后作業(yè)期中機(jī)試——客觀題

期末筆試——分析設(shè)計(jì)（主觀題）1920教學(xué)天團(tuán)每個(gè)班級(jí)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(gè)班級(jí)配有1名高年級(jí)學(xué)長：負(fù)責(zé)答疑解惑和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)每個(gè)教學(xué)頭建有課程QQ群，老師、助教、學(xué)長均24小時(shí)在線！每個(gè)教學(xué)頭由兩位教師負(fù)責(zé)成績?cè)u(píng)定總評(píng)成績＝“平時(shí)成績1”*40%＋“平時(shí)成績2”*20%＋“期末考試”*40%其中：平時(shí)成績1＝作業(yè)成績

＋期中考試+小班討論+課堂表現(xiàn)

平時(shí)成績2＝實(shí)驗(yàn)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