第1章 计算机系统概述
物理宪法：硬件如何承载软件
- 冯诺依曼架构：五大部件数据流、存储程序思想（Buffer Overflow 根源）。
- ISA与系统层次：软硬件的契约，接口定义的艺术。
- 性能评价与Amdahl：加速比计算，系统优化的理论天花板。
- ✅ 复习自测：能否手画五大部件流向？课后题 6,7,8,9,11 完成了吗？
第2章 数据的机器级表示
二进制世界的物理定律
- 补码：整数陷阱。理解不对称性、符号扩展（C语言漏洞之源）。
- IEEE754浮点数：精度奥秘。移码偏置值(127)、NaN/Inf、非规格化数。
- 端序与对齐：内存布局。大端 vs 小端，结构体填充（Padding）。
第3章 运算方法和运算部件
算力的物理实现
- ALU与进位机制：先行进位 (CLA) 原理，性能基石。
- 整数运算与标志位：OF vs CF。有符号溢出 vs 无符号进位（漏洞挖掘核心判定）。
- 浮点数运算：对阶 尾数 规格化。精度丢失发生的时刻。
- ✅ Homework Hints：题 3,7,11,12（重点关注浮点规格化步骤）。
第4章 指令系统
软硬件的交互接口
- 指令系统设计原理：CISC vs RISC，寻址方式（计算有效地址）。
- MIPS指令详解：R/I/J 型格式。寄存器映射（rd vs rt）。
- RISCV架构：模块化设计，无标志位，压缩指令。
- ✅ 复习自测：PC相对寻址计算（Offset 4）。
第5章 中央处理器 (核心章节)
计算机的心脏
- 数据通路与时序：时钟周期由最慢路径（Load）决定。
- MIPS单周期设计：必考大题。控制信号真值表（RegDst, ALUSrc 等）。
- 控制器设计：硬布线 vs 微程序（固件安全基石）。
- 异常与中断：EPC & Cause。精确异常，内核接管硬件的入口。
第6章 指令流水线 (核心章节)
性能的工业革命
- 流水线原理：五级流水线 (IF, ID, EX, MEM, WB)。
- 流水线冒险：漏洞之源。数据冒险（转发）、控制冒险（分支预测/Spectre）。
- 高级流水线：超标量、乱序执行（OoO）。
- ✅ Homework Hints：P203 题 6-12（Load-Use 必须停顿一周期）。
第7章 存储器层次结构 (核心章节)
速度与容量的博弈
- 存储层次结构：多模块交叉编址（提升带宽）。
- Cache机制：计算题重灾区。直接/组相联映射，LRU，写回策略。
- 虚拟存储器：容器基石。页表、TLB、缺页异常、权限位。
- Cache与虚存对比：硬件管理 vs OS 管理。
- ✅ 复习自测：Cache 地址切割（Tag|Index|Offset）；TLB 页表 Cache 流程。
第8章 互连及输入输出组织
与物理世界的交互