NJU-计算机系统基础笔记
前言
准备自学csapp了，怕听不懂课。知乎说NJU的袁春华老师讲的计算机系统基础特别好，所以准备先学这个好了。
1. 第一章
1.1 理解
计算机系统抽象层，从上至下依次是：应用（问题），算法，编程（语言），操作系统/虚拟机，指令集体系结构（ISA），微体系结构，功能部件，电路，器件。指令集体系结构是软件和硬件的交界层。
1.2 程序开发和执行过程简介
- 指令包含操作码和操作数或其他地址码
- 机器语言和汇编语言都是面向机器结构的语言，统称为机器级语言
- 编译程序(Complier)：将高级语言源程序转换为机器级目 标程序，执行时只要启动目标程序即可
- 解释程序(Interpreter )：将高级语言语句逐条翻译成机器 指令并立即执行，不生成目标文
1.3 指令集体系结构
- ISA(Instruction Set Architecture)，即指令集体系结构
- ISA是一种规约
1.4 冯诺依曼体系结构
1946年，普林斯顿高等研究院（the Institute for Advance Study at Princeton，IAS ）开始设计 存储程序计算机，被称为IAS计算机（1951年才完成，并不是第一台存储程序计算机，1949年由英国剑桥大学完成的EDSAC是第一台）。在那个报告中提出的计算机结构被称为冯·诺依曼结构。
冯·诺依曼结构最重要的思想是“存储程序(Stored-program)” 工作方式： 任何要计算机完成的工作都要先被编写成程序，然后将程序和原始 数据送入主存并启动执行。一旦程序被启动，计算机应能在不需操 作人员干预下，自动完成逐条取出指令和执行指令的任务
冯诺依曼的主要思想：
- 计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备 五个基本部件组成。
各基本部件的功能是：
• 存储器不仅能存放数据，而且也能存放指令，形式上两者 没有区别，但计算机应能区分数据还是指令；
• 控制器应能自动取出指令来执行；
• 运算器应能进行加/减/乘/除四种基本算术运算，并且也 能进行一些逻辑运算和附加运算；
• 操作人员可以通过输入设备、输出设备和主机进行通信。内部以二进制表示指令和数据。每条指令由操作码和地址码 两部分组成。操作码指出操作类型，地址码指出操作数的地址。由一串指令组成程序。
采用“存储程序”工作方式。
2. 第二章
2.1 定点数的编码表示
模运算
- 结论1：一个负数的补码等于模减该负数的绝对值。
- 结论2：对于某一确定的模，某数减去小于模的另一数，总可 以用该数加上另一数负数的补码来代替。
补码的表示
结论1：一个负数的补码等于将对应正数补码 各位取反、末位加一
变形（4’s）补码：双符号，用于存放可能溢出的中间结果
求补码的真值：
- 简便求法： 符号为0，则为正数，数值部分相同 符号为1，则为负数，数值各位取反，末位加
