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。主要包含三个主题：（1）表示。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）数据在寄存器或存储器中的表示和存储；指令的格式、编码及其在存储器中的存储；存储地址（指针）的表示。（2）转换。高级语言程序中的过程（函数调用）、循环、选择等语句与机器级代码之间的对应关系。（3）链接。多个可重定位目标文件如何链接生成可执行目标文件并加载到系统中。
通过本课程的学习，使学习者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“计算机组成与设计”、“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，学习者将对以下问题有比较深刻的认识，并能解决相关实际问题。
----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？
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Нанкинский университет
Программа курса: что вы изучите
Неделя
15 ч. на завершение
WEEK1
首先，通过介绍C语言程序的具体实例，来说明高级语言程序的执行结果与编程语言之外的计算机系统其他方面有关，从而使学生明白为何要学习“计算机系统基础”课程；然后，介绍计算机系统基本组成与基本功能、程序开发和执行过程、计算机系统层次结构等概述性内容；最后，简要说明本课程的主要学习内容。
8 видео ((всего 133 мин.)), 2 тестов
8 видео
W1-1 C语言程序举例 23мин
W1-2-1 冯•诺依曼结构主要思想 15мин
W1-2-2 现代计算机结构模型及工作原理 19мин
W1-3-1 从机器语言到高级编程语言 16мин
W1-3-2 程序的开发和执行及其支撑环境 15мин
W1-4-1 编程语言和计算机系统层次 7мин
W1-4-2 现代计算机系统的层次结构 19мин
W1-5 本课程的主要学习内容16мин
1 практическое упражнение
第1周 计算机系统概述30мин
Неделя
26 ч. на завершение
WEEK2
首先，介绍进位计数制和编码的基本概念；然后，介绍定点数的编码表示，在此基础上介绍带符号整数和无符号整数的表示；接着，介绍浮点数的编码表示，主要包括IEEE 754单精度和双精度浮点格式标准；随后介绍逻辑值、西文字符和汉字等非数值数据的编码表示；最后，介绍数据的宽度和存储。
13 видео ((всего 212 мин.)), 2 тестов
13 видео
W2-1-1 10进制数和2进制数 18мин
W2-1-2 2,8,10,16进制数之间的转换 19мин
W2-2-1 原码和移码表示 9мин
W2-2-2 模运算系统和补码表示 16мин
W2-2-3 补码和真值的对应关系 18мин
W2-3-1 无符号整数和带符号整数 14мин
W2-3-2 C语言程序中整数举例 15мин
W2-4-1 浮点数的表示范围 16мин
W2-4-2 IEEE 754中规格化数的表示 18мин
W2-4-3 IEEE 754中特殊数的表示 14мин
W2-5 非数值数据的编码表示 18мин
W2-6 数据宽度和存储容量的单位 11мин
W2-7 数据存储时的字节排列 19мин
1 практическое упражнение
第2周 数据的表示和存储48мин
Неделя
35 ч. на завершение
WEEK3
首先，介绍布尔代数和数字逻辑电路的基础性内容；然后，介绍C语言中的按位运算以及逻辑运算；接着，介绍高级语言中的整数加减运算及其对应的底层实现电路。
7 видео ((всего 109 мин.)), 2 тестов
7 видео
W3-1-1 布尔代数和基本逻辑电路 16мин
W3-1-2 无符号数加法器 13мин
W3-1-3 整数加, 减运算器和ALU 12мин
W3-2 从C表达式到逻辑电路 9мин
W3-3 C语言中的各类运算 24мин
W3-4-1 加减运算生成的标志信息 15мин
W3-4-2 加减运算溢出公式及举例 16мин
1 практическое упражнение
第3周 运算电路基础42мин
Неделя
44 ч. на завершение
WEEK4
基于运算电路基础，介绍高级语言中的整数乘除运算与底层实现之间的关系；然后介绍浮点数的运算，特别是浮点运算中的精度问题。
5 видео ((всего 109 мин.)), 2 тестов
5 видео
W4-1 整数乘法运算 26мин
W4-2 整数除法运算 21мин
W4-3-1 浮点加减运算 22мин
W4-3-2 浮点运算的精度 22мин
W4-3-3 浮点运算精度举例 16мин
1 практическое упражнение
第4周 乘除运算及浮点数运算22мин
Неделя
53 ч. на завершение
WEEK5
首先，介绍高级语言程序与机器级代码之间的关系，以及机器级代码与指令集体系结构（ISA）的关系；然后，介绍IA-32指令系统的概述性内容，包括寄存器组织、寻址方式和指令格式等。
7 видео ((всего 70 мин.)), 2 тестов
7 видео
W5-1-1 程序和指令的关系 14мин
W5-1-2 目标代码和ISA 14мин
W5-2-1 Intel处理器概述 6мин
W5-2-2 IA-32的寄存器组织 6мин
W5-2-3 IA-32的寻址方式 8мин
W5-2-4 高级语言程序中寻址举例 9мин
W5-2-5 IA-32机器指令格式 9мин
1 практическое упражнение
第5周 IA-32指令系统概述20мин
Неделя
65 ч. на завершение
WEEK6
主要介绍IA-32指令系统中常用的几类指令，包括传送、定点算术运算、按位运算、控制转移、x87浮点运算指令，最后简要介绍了MMX及SSE指令集。
12 видео ((всего 149 мин.)), 2 тестов
12 видео
W6-1-1 常用传送指令 14мин
W6-1-2 传送指令执行过程 5мин
W6-2-1 常用定点运算指令 8мин
W6-2-2 加法运算的底层实现举例 15мин
W6-2-3 加法指令和乘法指令举例 18мин
W6-3-1 逻辑运算和移位指令 11мин
W6-3-2 按位运算指令举例 10мин
W6-4-1 条件转移指令举例 21мин
W6-4-2 条件设置指令举例 4мин
W6-5-1 x87 FPU常用指令 10мин
W6-5-2 x87浮点处理指令举例 15мин
W6-6 MMX及SSE指令集 13мин
1 практическое упражнение
第6周 IA-32指令类型40мин
Неделя
74 ч. на завершение
WEEK7
主要介绍C语言程序中各类语句被转换为机器级代码后的机器级表示，包括过程（函数）调用的机器级表示、选择和循环语句的机器级表示。
8 видео ((всего 106 мин.)), 2 тестов
8 видео
W7-1-1 过程调用概述 13мин
W7-1-2 过程（函数）的机器级代码结构 13мин
W7-1-3 过程调用的参数传递 12мин
W7-1-4 过程调用举例 10мин
W7-1-5 递归过程调用举例 10мин
W7-1-6 过程调用举例13мин
W7-2 选择结构的机器级表示 18мин
W7-3 循环结构的机器级表示 13мин
1 практическое упражнение
第7周 C语言语句的机器级表示28мин
Неделя
85 ч. на завершение
WEEK8
主要介绍C语言程序中数组和指针类型的分配和访问、结构和联合数据类型的分配和访问、数据的对齐存放。最后介绍越界访问和缓冲区溢出攻击。
8 видео ((всего 140 мин.)), 2 тестов
8 видео
W8-1-1 数组的分配与访问 18мин
W8-1-2 数组与指针的关系 9мин
W8-1-3 指针数组和多维数组 18мин
W8-2-1 结构类型的分配和访问 20мин
W8-2-2 联合类型的分配和访问 17мин
W8-3-1 数据的对齐方式 13мин
W8-3-2 数据对齐方式举例13мин
W8-4 越界访问和缓冲区溢出攻击27мин
1 практическое упражнение
第8周 复杂数据类型的机器级表示48мин
Неделя
95 ч. на завершение
WEEK9
首先，介绍了x86-64指令系统的概述性内容；然后，介绍了与IA-32指令不同的几种x86-64基本指令；最后，介绍了x86-64中过程（函数）调用的具体的实现。
8 видео ((всего 136 мин.)), 2 тестов
8 видео
W9-1-1 x86-64指令系统概述120мин
W9-1-2 x86-64指令系统概述28мин
W9-2-1传送指令15мин
W9-2-2 算术逻辑运算指令19мин
W9-2-3 x86-64逆向工程举例 16мин
W9-3-1 x86-64过程调用的参数传递方式15мин
W9-3-2 x86-64过程调用举例23мин
W9-3-3 IA-32和x86-64的比较举例15мин
1 практическое упражнение
第9周 x86-64指令系统20мин
Неделя
105 ч. на завершение
WEEK10
首先，介绍了在生成可执行文件的过程中所涉及到的概述性内容；然后，介绍了目标文件格式的基本内容；最后，分别介绍ELF文件格式中的可重定位文件格式（链接视图）和可执行文件格式（执行视图）。
8 видео ((всего 138 мин.)), 2 тестов
8 видео
W10-1-1 可执行文件生成过程概述20мин
W10-1-2 链接器的由来16мин
W10-2-1 链接过程的本质14мин
W10-2-2 目标文件的两种视图15мин
W10-3-1 可重定位文件概述 10мин
W10-3-2 ELF头和节头表25мин
W10-4-1 可执行文件概述13мин
W10-4-2 程序头表和存储器映像20мин
1 практическое упражнение
第10周 链接概述和目标文件格式20мин
Неделя
114 ч. на завершение
WEEK11
主要内容包括符号的概念、符号表的结构、静态库和静态链接、符号解析。
6 видео ((всего 95 мин.)), 2 тестов
6 видео
W11-1-1 符号和符号表的基本概念27мин
W11-1-2 全局符号的强弱特性7мин
W11-1-3 多重符号定义举例21мин
W11-2-1 静态共享库的创建14мин
W11-2-2 符号解析过程13мин
W11-2-3 链接顺序问题10мин
1 практическое упражнение
第11周 符号及符号解析26мин
Неделя
125 ч. на завершение
WEEK12
主要内容包括符号的重定位、可执行文件的加载、共享库和动态链接以及位置无关代码（PIC）。
8 видео ((всего 130 мин.)), 3 тестов
8 видео
W12-1-1 重定位的基本概念12мин
W12-1-2 PC相对地址重定位20мин
W12-1-3 绝对地址重定位10мин
W12-1-4 符号重定位举例12мин
W12-2 可执行文件的加载14мин
W12-3-1 共享库和动态链接概述20мин
W12-3-2 模块内引用和模块间数据引用19мин
W12-3-3 模块间的调用或跳转18мин
2 практического упражнения
第12周 重定位及动态链接24мин
期末考试试题50мин
4.8
Рецензии: 18Лучшие рецензии
非常好，不是计算机专业的，听起来还是很容易的，讲的很清晰。\n\n第三周第一节课，有一个段话口误，把“或”说成了“与”，就是下面这段。\n\n"所以这个输出完全是等于Ai，那么这个Ai 和刚才我们讲过的这个0，因为这样输入是0，所以这样输出是0。 和0相与输出来的结果当然就是0与上任何一个值 结果还是等于任何一个值，因为0在与门当中0就不起作用，完全取决于另外一个 是0输出就是0，"
Преподаватели
袁春风
教授计算机科学与技术系
О Нанкинский университет
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