计算系统基础
计算系统基础
2万+ 人选课
更新日期:2026/03/30
开课时间2019/11/04 - 2020/02/10
课程周期14 周
开课状态已结课
每周学时-
课程简介

  我们的课程将给大家介绍:一个“问题”是如何通过“计算机”求解出来的。

以一个简单的“将10个整数排序”这个问题为例:

首先,我们要选择一个排序算法;如果我们使用一种被称为“冒泡排序”的算法;下一步,就是选择一种计算机使用的语言—C程序设计语言;将它编写为一个C程序;然后,将这个C程序通过键盘输入到计算机中。

在计算机中,这个C程序是怎样执行出结果的?

我们先来看看计算机是怎么组成的。计算机的最基本组成元件是晶体管;使用晶体管,可以构建数字逻辑电路;进而,构建出算术逻辑单元ALU、存储器和控制器;选择一个“指令集结构”来设计ALU、存储器和控制器,再加上键盘和显示器,采用冯诺依曼结构;就可以构建出一个计算机的硬件系统。在本课程中,我们选择的“DLX指令集结构”。因此,我们把这个计算机叫做“DLX机器”。

这个采用冒泡排序算法的C程序,现在,还不能直接被这台计算机执行。

首先,因为计算机接受的是二进制指令,也就是0和1组成的指令。所以,需要使用翻译程序把这个程序翻译为“DLX机器”的指令序列;然后再存到存储器中,在控制器的控制之下,被算术逻辑单元执行。

其次,当我们在计算机中执行这个程序时,我们还会用键盘输入,在显示器上看结果,这就需要用到操作系统的输入/输出设备管理程序。最后通过显示器,我们就看到了结果。

当我们了解了在计算机中程序是如何运行的原理之后,我们再来学习C语言的指针、数组、运行时栈、指针或数组作为函数参数等知识时,就可以达到“事半功倍”的效果了。

通过我们的课程,你可以学会使用C语言编程;同时,你还可以知晓,你编的程序,是怎样在计算机中,通过电子的流动,被一步步执行出来。


课程大纲

第一部分\tC程序设计

1 C程序设计简介 —— 1.1\t高级程序设计语言

1 C程序设计简介 —— 1.2\t第一个例子:Hello World

1 C程序设计简介 —— 1.3\tGCC编译器

2 类型和变量 —— 2.1\t类型和变量

2 类型和变量 —— 2.2\t运算符

2 类型和变量 —— 2.3\t格式化输入输出

3 结构化程序设计和控制结构 —— 3.1\t结构化程序设计

3 结构化程序设计和控制结构 —— 3.2\t选择结构

3 结构化程序设计和控制结构 —— 3.3\t循环结构

3 结构化程序设计和控制结构 —— 3.4\t问题求解

4 测试和调试 —— 4.1 程序设计过程

4 测试和调试 —— 4.2\t缺陷和测试

4 测试和调试 —— 4.3\t调试

4 测试和调试 —— 4.4\t正确编程

4 测试和调试 —— 4.5 调试工具GDB

第一部分\tC程序设计 单元测验

第二部分\t通用电子数字计算机的工作原理

5 冯·诺依曼模型 —— 5.1 通用电子数字计算机

5 冯·诺依曼模型 —— 5.2\t冯·诺依曼模型主要思想

6 数据的机器级表示 —— 6.1\t比特和数据类型

6 数据的机器级表示 —— 6.2\t整数数据类型

6 数据的机器级表示 —— 6.3\t浮点数类型

6 数据的机器级表示 —— 6.4\t十六进制表示法

6 数据的机器级表示 —— 6.5\tASCII码

6 数据的机器级表示 —— 6.6\tC语言中的数据类型与二进制表示

7 数字逻辑电路 —— 7.1\t二进制逻辑运算

7 数字逻辑电路 —— 7.2\t晶体管

7 数字逻辑电路 —— 7.3\t门电路

7 数字逻辑电路 —— 7.4\t组合逻辑电路

7 数字逻辑电路 —— 7.5\t基本存储元件

7 数字逻辑电路 —— 7.6\t时序逻辑电路

7 数字逻辑电路 —— 7.7\t存储器

第二部分\t通用电子数字计算机的工作原理 单元测验

第三部分\tDLX机器

8 指令集结构 —— 8.1 指令集结构

8 指令集结构 —— 8.2\tDLX指令集

8 指令集结构 —— 8.3 DLX处理器

9 机器语言与汇编语言 —— 9.1 DLX机器语言

9 机器语言与汇编语言 —— 9.2 DLX汇编语言

9 机器语言与汇编语言 —— 9.3 汇编过程

9 机器语言与汇编语言 —— 9.4 DLX汇编语言开发环境

10 输入和输出 —— 10.1 I/O基础

10 输入和输出 —— 10.2 DLX自陷机制

10 输入和输出 —— 10.3 DLX服务例程

11 子例程 —— 11.1 子例程机制

11 子例程 —— 11.2 示例:两个多位整数加法

11 子例程 —— 11.3 递归调用子例程

第三部分\tDLX机器 单元测验

第四部分 C语言的执行奥秘

12 函数 —— 12.1 函数

12 函数 —— 12.2 C函数在底层的实现

12 函数 —— 12.3 C中的库函数

12 函数 —— 12.4 C中的I/O

13 指针和数组—— 13.1 指针

13 指针和数组—— 13.2 数组

13 指针和数组—— 13.3 字符串

第四部分 C语言的执行奥秘 单元测验

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