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计算机系统 Ⅰ

IS 专业基础

课程学习内容

计算机系统是信安课改出的一门系统贯通课，分为三门课均为 5.5 学分，三门课的内容包括了传统的计逻、计组、体系结构、操作系统四门课，难度比四门课简单，也更加贯通。课程整体目标可以说是从逻辑电路开始学起，到自己设计一个 CPU，再在自己的 CPU 上运行自己写的内核。系统Ⅰ这门课包含了计逻和部分的计组、体系结构，最后的目标是用 verilog 语言写一个单周期 CPU。

任课教师

这门课由吴磊和卢立两个老师教授，吴磊老师负责逻辑电路部分，卢立老师负责 ISA 和处理器部分。吴磊老师上课讲话的语气比较催眠，听不进去也可以自学这一部分；卢立老师讲课还是很清晰的，只是习惯每句话都加个“对吧？”，可能要适应一下（x

除此之外这门课的助教也是很重要的角色，应该是有两个助教，而且都非常耐心非常开朗，有任何问题都可以随时钉钉问他们，助教在这门课的帮助真的很大。

分数构成

课堂参与（5%）+ 作业（10%）+ 实验（55%）+ 期末考试（30%）

课堂参与应该是直接给满的，因为不点名不提问。作业也只有四次，每次几个题目，一半是书上的原题或者稍加改编。实验是这门课的重头，完成即可，报告写清楚就好，也不需要卷字数。有些实验会有 bonus，也不难做。期末考试是半开卷，而且难度很低。

所以来看，只要好好完成作业、任务，考前写好 cheat sheet，整门课程的成绩是完全不用担心的。

参考书目

  • 《数字逻辑与计算机组成》，袁春风
    这本书相当于教材，里面讲的比较基础详细，也比较贴近这门课程。
  • 《逻辑与计算机设计基础》Logic and Computer Design Fundamentals, Fifth Edition
    机械工业出版社的那套计算机科学丛书之一，内容上比上面那本更多（有一些是系统Ⅰ不会讲到的东西），例子多，也有一些例题（作业题基本是从这本上选的），内容很清晰，推荐看这本书学习。
  • 《计算机组成与设计：硬件 / 软件接口》Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, RISC-V Edition
    机械工业引进的书籍，可以买英文原版来看。这本书的前半部分是这门课的后半部分内容，也就是从指令、指令集到计算机组成和处理器设计。
  • 《深入理解计算机系统》Computer System: A Programmer’s Perspective
    经典书籍 CSAPP，推荐看英文原版，很厚可以收藏（划掉）。还没看完（悲），不过据吴爷爷说看了这本书之后收获很大，几乎是他的启蒙之书。这本书的第二章是这门课的第一个部分也就是信息的表示和处理，这本书讲的比吴磊清晰得多，学的时候可以参考一下。

参考笔记

学长组课程学习建议

Abstract

22 学长组编写的课程学习建议。

这门课要比计逻和计组加起来简单得多，给分也很好，完全不必担心分数问题，做好实验，做好作业，分数是不会低的。

实验部分

这门课的实验占了分数的主要部分，主要是一个不计分的准备实验和五类实验（21 级）

实验环境需要 logisim 来做逻辑电路设计和 vivado 来利用 Verilog 语言做硬件设计（vivado 很大，而且需要 Windows 系统，建议提前下载），并且会每人发一块 FPGA 开发板，这个板子会跟随你整个系统三门课，最后交还。

五类实验分别是两个逻辑电路设计，两个 verilog 语言基础，一个 verilog 时序电路相关，两个 RISC-V 汇编理解，和最后一个单周期 CPU。每个实验的时间一般都是两到三周，建议尽快做完，尽量不要拖 ddl。实验都很基础，难度不高，卡住的话先上网搜一搜，搞不懂就找助教，实验中有任何问题都可以找助教，最后也需要在实验课上给助教验收然后在学在浙大提交一份实验报告，实验报告没必要卷，直接写写自己怎么想的干了什么就好。有些实验会有 Bonus，会有点难度，有能力的可以试着做一做，对满绩有帮助。

理论部分

理论部分的考试是半开卷的，也就是说可以准备一张 A4 纸大小的小抄，不过这个东西基本用处不大，考试内容很简单，可能会有作业题改编以及 PPT 上的例子，搞懂作业题看懂 PPT 了考试就问题不大。而且理论考试只占成绩的 30%，对于总成绩影响也不是很大。