命题人说计算机系统基础.docx

计算机系统基础（IntrOdUCtiOntoComputerSystems,ICS）的教学目标：使学生能从程序员角度认识计算机系统，能够建立高级语言程序、ISA、OS、编译器、链接器等之间的相互关联，对指令在硬件上的执行过程和指令的底层硬件执行机制有一定的认识和理解，从而增强学生在程序调试、性能提升、程序移植和健壮性等方面的能力，并为后续的“计算机组成原理”、“操作系统”、“编译原理”、“计算机体系结构”等课程打下坚实基础。学完本课程后，学生应对以下问题有比较深刻的认识：程序中处理的数据在机器中如何表示和运算？程序中各类控制语句对应的机器级代码结构是怎样的？多个程序模块是如何链接起来形成可执行目标文件的？机器级代码及构成机器级代码的指令是如何在机器上执行的？指令执行过程中最重要的存储访问操作是如何进行的？操作系统内核是如何打断应用程序的正常执行的？程序中I/O操作功能是如何通过请求操作系统内核提供的系统调用服务来完成的？计算机系统基础课程教学主要包括理论教学和实验教学两大部分。本课程的内容主要包含三个主题：（1）表示。主要包括：不同数据类型（如带符号整数、无符号整数、浮点数、数组、结构等）的数据在寄存器或存储器中如何表示和存储、指令的表示和编码、存储地址（指针）的表示以及复杂数据结构中数据元素的地址的表示。（2）转换。主要包括：高级语言程序与机器级代码的对应关系。（3）执行控制流。主要包括：机器级代码的执行流程、特别是指令执行过程中的访存过程、逻辑控制流中的异常事件及其处理、"0操作的执行控制流（如何从用户态转入内核态执行）。课程地位：计算机系统基础是计算机科学与技术专业本科学生必修的一门专业基础课程，本课程主要介绍高级语言程序中的数据类型及其运算、语句和过程调用等是如何在计算机系统中实现的，从宏观上介绍计算机系统涉及到的各个层次。主要内容包括：数据的机器级表示和基本运算、程序的转换及机器级表示、程序的链接、程序和指令的底层执行机制、存储器层次结构、Cache虚拟存储器、异常和中断、I/O操作的实现机制等。该课程在计算机科学与技术专业的课程教学中占有重要地位