计算机系统 II(Computer Systems II)
本课程接续计算机系统 I 的数字逻辑、RISC-V 指令集和 CPU 设计,按主题整理计算机体系结构与系统知识。正文以中文解释,专业概念保留英文,便于阅读英文教材与考试作答。
理论笔记(Theory)
沿用系统 I 的“课程目录 → theory/ → 主题章节”结构,按知识主题组织,随课程进度持续更新。
| 章节 | 阅读内容 |
|---|---|
| 系统 I 前置复习 | 复习目录与阅读约定 |
| 系统 I 前置复习 | 指令、编码与汇编翻译 |
| 系统 I 前置复习 | 常量构造、函数调用与栈 |
| 系统 I 前置复习 | 数据通路修改与性能分析 |
| 系统 I 前置复习 | 布尔代数与浮点表示 |
| 体系结构与 ISA | 系统 I 衔接与 CPU 设计 |
| 体系结构与 ISA | ISA 分类、设计原则与寻址 |
| 体系结构与 ISA | RISC-V 指令与程序翻译 |
| 体系结构与 ISA | 过程调用、寄存器保存与栈帧 |
| 指令流水线 | 基本原理与分类 |
| 指令流水线 | 性能分析与计算例题 |
| 指令流水线 | 五级流水线数据通路 |
| 指令流水线 | 流水线控制信号 |
| 指令流水线 | 结构、数据与控制冒险 |
| 指令流水线 | 冒险检测、前递条件与停顿 |
前置知识:系统 I:ISA、RISC-V、CPU 数据通路、时序逻辑。
实验笔记(Laboratory)
实验目录按语法和设计主题持续整理:
理论模型与阅读约定
- ISA 复习同时涉及 RV32I、RV64I;寄存器宽度(XLEN)与访存数据宽度分别判断。出现
ld/sd的例子按 RV64I,出现lw/sw的例子按 32 位数据解释。 - 流水线主体采用课件的单发射、顺序执行、五级模型:IF → ID → EX → MEM → WB。具体例题另行注明前递、寄存器同周期读写和分支判定位置。
- 部分原课件混入 MIPS 公式或教学简化。RISC-V 的指令语义以官方非特权 ISA 规范为准,标准过程调用以psABI为准;相关章节列出勘误。
- 附图包括注明 PDF 文件及页码的课件整页图,以及标明“自绘”的概念图。页码均指 PDF 页序,从 1 开始。课件图片保留原作者标识,原材料未提供开放许可,权利归原作者;图片溯源记录在
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