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内容大纲
本书涵盖数电、体系结构、汇编语言、编译器、操作系统等计算机核心课程的基础内容，结合项目实践能够对整个计算机学科建立宏观的理解，并能完成制作一个基本计算机系统的任务。
本书是一本经典的计算机系统入门教程，全球已有400多所高校将本书纳入教学体系，在线课程的注册学员超过20万人。作者秉承“理解计算机系统的最佳方法是从零开始构建一台计算机”的理念，以“从与非门到俄罗斯方块”为学习目标，将软件和硬件的核心主题巧妙地组织起来，使初学者能够在很短的时间内全面理解计算机专业的核心概念，从而为后续的专业课程学习奠定坚实的基础。 -
作者介绍
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目录
译者序
前言
第一部分 硬件
I.1 Hello，World之下
I.2 从与非门到俄罗斯方块
I.3 抽象与实现
I.4 设计方法
I.5 前方之路
第1章 布尔逻辑
1.1 布尔代数
1.1.1 布尔函数
1.1.2 真值表和布尔表达式
1.2 门
1.3 硬件构造
1.3.1 硬件描述语言
1.3.2 硬件模拟
1.4 规范
1.4.1 与非门
1.4.2 基本逻辑门
1.4.3 基本门的多位版本
1.4.4 基本门的多路版本
1.5 实现
1.5.1 行为模拟
1.5.2 硬件实现
1.5.3 内置芯片
1.6 实验
1.7 总结与讨论
第2章 布尔运算
2.1 算术运算
2.2 二进制数
2.3 二进制加法
2.4 有符号二进制数
2.5 规范
2.5.1 加法器
2.5.2 算术逻辑单元
2.6 实现
2.7 实验
2.8 总结与讨论
第3章 存储
3.1 存储设备
3.2 时序逻辑
3.2.1 时间很重要
3.2.2 触发器
3.2.3 组合与时序逻辑
3.3 规范
3.3.1 数据触发器
3.3.2 寄存器
3.3.3 RAM
3.3.4 计数器
3.4 实现
3.4.1 数据触发器
3.4.2 寄存器
3.4.3 RAM
3.4.4 计数器
3.5 实验
3.6 总结与讨论
第4章 机器语言
4.1 机器语言概述
4.1.1 硬件单元
4.1.2 语言
4.1.3 指令
4.2 Hack的机器语言
4.2.1 背景
4.2.2 程序示例
4.2.3 Hack语言规范
4.2.4 符号
4.2.5 输入/输出处理
4.2.6 语法约定和文件格式
4.3 Hack编程
4.4 实验
4.5 总结与讨论
第5章 计算机体系结构
5.1 计算机体系结构基础
5.1.1 存储程序的概念
5.1.2 冯·诺依曼体系结构
5.1.3 存储器
5.1.4 中央处理单元
5.1.5 输入和输出
5.2 Hack硬件平台规范
5.2.1 概述
5.2.2 中央处理单元
5.2.3 指令存储器
5.2.4 输入/输出
5.2.5 数据存储器
5.2.6 计算机
5.3 实现
5.3.1 中央处理单元
5.3.2 内存
5.3.3 计算机
5.4 实验
5.5 总结与讨论
第6章 汇编器
6.1 背景
6.2 Hack机器语言规范
6.2.1 程序
6.2.2 符号
6.2.3 语法约定
6.3 汇编到二进制的翻译
6.3.1 处理指令
6.3.2 处理符号
6.4 实现
6.4.1 实现一个基本的汇编器
6.4.2 完成汇编器
6.5 实验
6.6 总结与讨论
第二部分 软件
Ⅱ.1 Jack编程初探
Ⅱ.2 程序的编译
第7章 虚拟机Ⅰ：处理
7.1 虚拟机范式
7.2 栈机器
7.2.1 入栈和出栈
7.2.2 栈上的算术运算
7.2.3 虚拟内存段
7.3 虚拟机规范：第一部分
7.4 实现
7.4.1 Hack平台上的标准虚拟机映射：第一部分
7.4.2 虚拟机模拟器
7.4.3 有关虚拟机实现的设计建议
7.5 实验
7.6 总结与讨论
第8章 虚拟机Ⅱ：控制
8.1 高级魔法
8.2 分支
8.3 函数
8.4 虚拟机规范：第二部分
8.4.1 分支命令
8.4.2 函数命令
8.4.3 虚拟机程序
8.5 实现
8.5.1 函数调用和返回
8.5.2 Hack平台上的标准虚拟机映射：第二部分
8.5.3 有关虚拟机实现的设计建议
8.6 实验
8.7 总结与讨论
第9章 高级语言
9.1 例子
9.2 Jack语言规范
9.2.1 语法元素
9.2.2 程序结构
9.2.3 数据类型
9.2.4 变量
9.2.5 语句
9.2.6 表达式
9.2.7 子例程调用
9.2.8 对象的创建与清除
9.3 编写Jack应用程序
9.4 实验
9.5 总结与讨论
第10章 编译器Ⅰ：语法分析
10.1 背景
10.1.1 词法分析
10.1.2 语法规则
10.1.3 语法解析
10.1.4 解析器
10.2 规范
10.2.1 Jack语言的语法
10.2.2 Jack语言的语法分析器
10.3 实现
10.3.1 Jack分词器
10.3.2 编译引擎
10.3.3 Jack分析器
10.4 实验
10.4.1 分词器
10.4.2 编译引擎
10.5 总结与讨论
第11章 编译器Ⅱ：代码生成
11.1 代码生成
11.1.1 变量的编译
11.1.2 表达式的编译
11.1.3 字符串的编译
11.1.4 语句的编译
11.1.5 对象的编译
11.1.6 数组的编译
11.2 规范
11.3 实现
11.3.1 虚拟机上的标准映射
11.3.2 实现指南
11.3.3 软件架构
11.4 实验
11.4.1 实施阶段
11.4.2 测试程序集
11.5 总结与讨论
第12章 操作系统
12.1 背景
12.1.1 数学运算
12.1.2 字符串
12.1.3 内存管理
12.1.4 图形化输出
12.1.5 字符的输出
12.1.6 键盘输入
12.2 Jack操作系统规范
12.3 实现
12.4 实验
12.4.1 测试计划
12.4.2 完整测试
12.5 总结与讨论
第三部分 进一步讨论
第13章 探索更多乐趣
13.1 硬件的实现
13.2 硬件的改进
13.3 高级语言
13.4 优化
13.5 通信
附录
附录A 布尔函数综合
附录B 硬件描述语言
附录C 测试描述语言
附录D Hack芯片集合
附录E Hack中的字符集
附录F Jack操作系统的API
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