随着计算机信息技术的飞速发展,我们见证了从早期多人一机的主机-终端模式到PC时代的一人一机模式,再到如今的人-机-物互联的智能化大数据并行计算模式。现如今各行各业都离不开计算机信息技术,计算机信息产业对我国现代化战略目标的实现发挥着极其重要的支撑作用。这对计算机专业人才培养提出了更高的要求,传统的计算机专业教学课程体系和教学内容已经远远不能反映现代社会对计算机专业人才的培养要求,计算机专业人才培养也从强调程序设计变为更强调系统设计。这需要我们重新规划教学课程体系,调整教学理念和教学内容,加强系统能力培养,使学生能够深刻理解计算机系统整体的概念,更好地掌握软/硬件协同设计和程序设计技术,从而能够成为满足业界需求的各类计算机专业人才。不管培养计算机系统哪个层面的技术人才,计算机专业教育都要重视学生“系统观”的培养。
机械工业出版社2023年8月出版的由本书作者主编的主教材《计算机系统导论》(ISBN 978-7-111-73093-4),重点介绍了计算机系统相关的基础性知识。该主教材以高级语言程序的开发和加载执行为主线,将高级语言源程序向可执行目标文件转换过程中涉及的基本概念关联起来,试图使读者建立起完整的计算机系统层次结构框架,初步构建计算机系统中每个抽象层及其相互转换关系,建立高级语言程序、ISA、编译器、汇编器、链接器等系统核心层之间的相互关联,对指令在硬件上的执行过程有一定的认识和了解,从而增强读者在编程调试方面的能力,并为后续“计算机组成原理”“操作系统”“编译原理”等课程的学习打下坚实的基础。
主教材涵盖面广、细节内容较多、篇幅较大,给用书教师和学生带来了一些困难。为了更好地帮助主讲教师用好主教材,也为了学生能更好地理解课程中的核心概念,作者编写了本辅助教材,对主教材中每一章的内容进行了概括总结,给出了以下6个方面的教学辅助内容。
(1)教学目标和内容安排:给出相应章节的教学总体目标和基本教学要求,并较为详细地说明课堂教学内容和学生课后实验内容的安排,以及每章的主要教学思路或教学方法。
(2)主要内容提要:对主教材中相应章节的内容进行浓缩,形成主干知识框架结构,便于学生将全书内容串接起来,形成本课程的知识框架体系。
(3)基本术语解释:给出相关章节所涉及的基本术语的解释说明,并给出名词术语的中英文对照。
(4)常见问题解答:提供了大量的常见问题,并给出对每个问题的解释说明。这些常见问题是作者在长期的教学过程中发现的普遍存在于学生中的共性问题。
(5)单项选择题:提供了相应章节内容的单项选择题及其参考答案,并对部分习题的答案进行分析解答。
(6)分析应用题:提供了相应章节内容的分析应用题及其分析解答。
单项选择题和分析应用题这两个方面的教学辅助内容,主要是为了巩固学生所学的基本原理而设置的。通过对一些具体问题的分析,提高学生对基本原理的认识。
本书作为主教材的教学辅助资料,可以与主教材配套使用。同时,本书相对独立、自成体系,因此也可单独使用。本书既可作为“计算机系统导论”课程的教学参考书,也可作为学生学习“计算机系统导论”课程时的学习参考书。
本书的编写得到了南京大学“计算机系统基础”课程组老师和各届学生的大力支持,同时,国内许多使用本人编著的《计算机系统基础》和《计算机系统导论》等教材进行教学的老师也都提出了宝贵的反馈和改进意见,主教材第二作者余子濠博士对书中的程序进行了验证,并针对一些关键内容提出了有益的修改意见。在此表示衷心的感谢!
由于计算机系统相关的基础理论和技术在不断发展,新的思想、概念、技术和方法不断涌现,加之作者水平有限,书中难免存在不当或遗漏之处,恳请同行专家和广大读者给予指正,以便在后续的版本中予以改进。
编者