南京大学 计算机科学与技术系 计算机系统基础 课程实验 2019

实验前阅读

最新消息(请每天至少关注一次)
  • 2020/01/03
    • PA4最后阶段截止时间定为2020/01/12 23:59:59, 之后将不再接受任何提交(hard deadline). 请大家按时提交, 独立完成作业.
  • 2019/12/19
    • PA4最后阶段截止时间暂时推迟到2020/01/06 23:59:59, 最终截止时间未定, 请保持关注.
  • 2019/11/26
    • 修复了nemu中打开DEBUG功能时执行指令数超过LOG_MAX引发缓冲区溢出的bug. 如果你在2019/11/26 10:20:00之前获取框架代码, 请根据这个页面更新相关文件.
  • 2019/10/22
    • 修复了nexus-amnavy-apps中git无法跟踪代码变动的问题. 如果你在2019/10/22 22:00:00之前获取框架代码, 请根据这个页面这个页面更新相关文件.
  • 2019/10/02
    • 修复了在difftest_skip_dut()过程中需要调用difftest_skip_ref()的问题. 如果你在2019/10/02 10:00:00之前获取框架代码, 请根据这个页面更新相关文件.
    • 修复了Args Rom设备与DiffTest不兼容的缺陷. 如果你在2019/10/02 10:00:00之前获取框架代码, 请根据这个页面这个页面更新相关文件.
  • 2019/09/30
    • 更新了所有PA的提交时间
  • 2019/09/08
    • 修复了初次编译LiteNES时链接错误的bug. 如果你在2019/09/08 18:30:00之前获取框架代码, 请根据这个页面更新相关文件.
  • 2019/09/07
    • 修复了nemu/Makefile.gitSTU_ID与提交脚本不匹配的bug. 如果你在2019/09/07 23:00:00之前获取框架代码, 请根据这个页面更新相关文件.
  • 2019/09/01
    • PA已发布, 请大家按照讲义内容安装系统, 并注意截止时间
  • 2019/03/31
    • 本讲义目前处于测试阶段, 在2019年秋季学期开始前, 将被视为往届讲义材料. 如果你是修读2019年秋季ICS课程的学生, 请勿使用本讲义代替2019年秋季ICS课程的PA实验讲义, 提交本实验内容将被视为没有提交.
如何求助
  • 实验前请先仔细阅读本页面以及为什么要学习计算机系统基础.
  • 如果你在实验过程中遇到了困难, 并打算向我们寻求帮助, 请先阅读提问的智慧这篇文章.
  • 如果你发现了实验讲义和材料的错误或者对实验内容有疑问或建议, 请通过邮件的方式联系余子濠(zihaoyu.x#gmail.com)
小百合系版"有像我一样不会写代码的cser么?"回复节选
  • 我们都是活生生的人, 从小就被不由自主地教导用最小的付出获得最大的得到, 经常会忘记我们究竟要的是什么. 我承认我完美主义, 但我想每个人心中都有那一份求知的渴望和对真理的向往, "大学"的灵魂也就在于超越世俗, 超越时代的纯真和理想 -- 我们不是要讨好企业的毕业生, 而是要寻找改变世界的力量. -- jyy
  • 教育除了知识的记忆之外, 更本质的是能力的训练, 即所谓的training. 而但凡training就必须克服一定的难度, 否则你就是在做重复劳动, 能力也不会有改变. 如果遇到难度就选择退缩, 或者让别人来替你克服本该由你自己克服的难度, 等于是自动放弃了获得training的机会, 而这其实是大学专业教育最宝贵的部分. -- etone
  • 这种"只要不影响我现在survive, 就不要紧"的想法其实非常的利己和短视: 你在专业上的技不如人, 迟早有一天会找上来, 会影响到你个人职业生涯的长远的发展; 更严重的是, 这些以得过且过的态度来对待自己专业的学生, 他们的survive其实是以透支南大教育的信誉为代价的 -- 如果我们一定比例的毕业生都是这种情况, 那么过不了多久, 不但那些混到毕业的学生也没那么容易survive了, 而且那些真正自己刻苦努力的学生, 他们的前途也会受到影响. -- etone

实验方案

理解"程序如何在计算机上运行"的根本途径是从"零"开始实现一个完整的计算机系统. 南京大学计算机科学与技术系计算机系统基础课程的小型项目 (Programming Assignment, PA)将提出x86/mips32/riscv32架构相应的教学版子集, 指导学生实现一个经过简化但功能完备的x86/mips32/riscv32模拟器NEMU(NJU EMUlator), 最终在NEMU上运行游戏"仙剑奇侠传", 来让学生探究"程序在计算机上运行"的基本原理. NEMU受到了QEMU的启发, 并去除了大量与课程内容差异较大的部分. PA包括一个准备实验(配置实验环境)以及5部分连贯的实验内容:

  • 图灵机与简易调试器
  • 冯诺依曼计算机系统
  • 批处理系统
  • 分时多任务
  • 程序性能优化

实验环境

  • CPU架构: x64
  • 操作系统: GNU/Linux
  • 编译器: GCC
  • 编程语言: C语言

如何获得帮助

在学习和实验的过程中, 你会遇到大量的问题. 除了参考课本内容之外, 你需要掌握如何获取其它参考资料.

但在此之前, 你需要适应查阅英文资料. 和以往程序设计课上遇到的问题不同, 你会发现你不太容易搜索到相关的中文资料. 回顾计算机科学层次抽象图, 计算机系统基础处于程序设计的下层. 这意味着, 懂系统基础的人不如懂程序设计的人多, 相应地, 系统基础的中文资料也会比程序设计的中文资料少.

如何适应查阅英文资料? 方法是尝试并坚持查阅英文资料.

搜索引擎, 百科和问答网站

为了查找英文资料, 你应该使用下表中推荐的网站:

搜索引擎 百科 问答网站
推荐使用 这里有google搜索镜像 http://en.wikipedia.org http://stackoverflow.com
不推荐使用 http://www.baidu.com http://baike.baidu.com http://zhidao.baidu.com
http://bbs.csdn.net

一些说明:

官方手册

官方手册包含了查找对象的所有信息, 关于查找对象的一切问题都可以在官方手册中找到答案. 通常官方手册的内容十分详细, 在短时间内通读一遍基本上不太可能, 因此你需要懂得"如何使用目录来定位你所关心的问题". 如果你希望寻找一些用于快速入门的例子, 你应该使用搜索引擎.

这里列出一些本课程中可能会用到的手册:

GNU/Linux入门教程

jyy为我们准备了一个GNU/Linux入门教程, 如果你是第一次使用GNU/Linux, 请阅读这里.

许可协议

本作品采用知识共享 署名-非商业性使用-相同方式共享 3.0 中国大陆许可协议进行许可. 要查看该许可协议, 可访问这里, 或者写信到 Creative Commons, PO Box 1866, Mountain View, CA 94042, USA.

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