极客时间·徐文浩《深入浅出计算机组成原理》：带你掌握计算机体系全貌

在计算机专业十余门核心课程中，计算机组成原理是当之无愧的第一课。

无论你想要向上学习计算机的底层知识，比如编译原理、操作系统、体系结构，还是想要向下学习数字电路、数字逻辑等内容，都要先掌握计算机组成原理。这门课不仅能让你对计算机体系有一个总纲的认识，当你选择研究更深入的领域时也大有裨益。

那如何才能学会计算机组成原理呢？作为一名工程师，你应该明白，学习的关键是要搞懂原理、掌握本质、解决问题。而学习计算机组成原理，其实就是理解计算机是怎么运作的以及为什么要这么运作，在此基础上，我们才能又快又准地优化性能，提升效率。

在徐文浩看来，学习计算机组成原理，就是通过指令、计算、CPU、存储系统和 I/O，掌握整个计算机运作过程的核心知识点；通过拆解程序的执行过程，对计算机系统有一个全貌的了解。

因此，在这个专栏里，他将结合自己多年的硬件研究成果和软件开发经验，通过硬件发展历史和软件开发案例，深入浅出地为你讲解计算机组成原理的核心知识和典型应用，继而帮你从源头理解硬件原理和软件架构的共通之处，洞悉性能问题的本质。

专栏分为三个模块。

1. 入门篇：学习计算机组成原理，最关键的问题就是学什么、怎么学、有什么用。因此这一模块会给你一张知识地图，告诉你学习路径，并提供“从多方面提升性能”这一最终目标的实现思路。
2. 原理篇：这一模块将为你摘出计算机组成的五大部分（控制器、运算器、存储器、输入和输出设备）中，与当下开发最相关的知识和问题，从历史视角讲清楚“是什么”，结合案例讲清楚“怎么做”。带你搞懂计算机组成原理中最核心、最重要的内容。
3. 应用篇：理解了计算机各个组件的运作之后，最后一个模块将手把手带你实操。利用存储器层次结构设计大型 DMP 系统，并通过 Disruptor，跟你一起感受 CPU 的风驰电掣，让你真正学有所用。

你将获得

课程目录

入门篇 (5讲)

• 开篇词 | 为什么你需要学习计算机组成原理？.mp3
• 01 | 冯·诺依曼体系结构：计算机组成的金字塔.mp3
• 02 | 给你一张知识地图，计算机组成原理应该这么学.mp3
• 03 | 通过你的CPU主频，我们来谈谈“性能”究竟是什么？.mp3
• 04 | 穿越功耗墙，我们该从哪些方面提升“性能”？.mp3

原理篇：指令和运算 (12讲)

• 05 | 计算机指令：让我们试试用纸带编程.mp3
• 06 | 指令跳转：原来if…else就是goto.mp3
• 07 | 函数调用：为什么会发生stack overflow？.mp3
• 08 | ELF和静态链接：为什么程序无法同时在Linux和Windows下运行？.mp3
• 09 | 程序装载：“640K内存”真的不够用么？.mp3
• 10 | 动态链接：程序内部的“共享单车”.mp3
• 11 | 二进制编码：“手持两把锟斤拷，口中疾呼烫烫烫”？.mp3
• 12 | 理解电路：从电报机到门电路，我们如何做到“千里传信”？.mp3
• 13 | 加法器：如何像搭乐高一样搭电路（上）？.mp3
• 14 | 乘法器：如何像搭乐高一样搭电路（下）？.mp3
• 15 | 浮点数和定点数（上）：怎么用有限的Bit表示尽可能多的信息？.mp3
• 16 | 浮点数和定点数（下）：深入理解浮点数到底有什么用？.mp3

原理篇：处理器 (18讲)

• 17 | 建立数据通路（上）：指令+运算=CPU.mp3
• 18 | 建立数据通路（中）：指令+运算=CPU.mp3
• 19 | 建立数据通路（下）：指令+运算=CPU.mp3
• 20 | 面向流水线的指令设计（上）：一心多用的现代CPU.mp3
• 21 | 面向流水线的指令设计（下）：奔腾4是怎么失败的？.mp3
• 22 | 冒险和预测（一）：hazard是“危”也是“机”.mp3
• 23 | 冒险和预测（二）：流水线里的接力赛.mp3
• 24 | 冒险和预测（三）：CPU里的“线程池”.mp3
• 25 | 冒险和预测（四）：今天下雨了，明天还会下雨么？.mp3
• 26 | Superscalar和VLIW：如何让CPU的吞吐率超过1？.mp3
• 27 | SIMD：如何加速矩阵乘法？.mp3
• 28 | 异常和中断：程序出错了怎么办？.mp3
• 29 | CISC和RISC：为什么手机芯片都是ARM？.mp3
• 30 | GPU（上）：为什么玩游戏需要使用GPU？.mp3
• 31 | GPU（下）：为什么深度学习需要使用GPU？.mp3
• 32 | FPGA和ASIC：计算机体系结构的黄金时代.mp3
• 33 | 解读TPU：设计和拆解一块ASIC芯片.mp3
• 34 | 理解虚拟机：你在云上拿到的计算机是什么样的？.mp3

原理篇：存储与I/O系统 (17讲)

• 35 | 存储器层次结构全景：数据存储的大金字塔长什么样？.mp3
• 36 | 局部性原理：数据库性能跟不上，加个缓存就好了？.mp3
• 37 | 高速缓存（上）：“4毫秒”究竟值多少钱？.mp3
• 38 | 高速缓存（下）：你确定你的数据更新了么？.mp3
• 39 | MESI协议：如何让多核CPU的高速缓存保持一致？.mp3
• 40 | 理解内存（上）：虚拟内存和内存保护是什么？.mp3
• 41 | 理解内存（下）：解析TLB和内存保护.mp3
• 42 | 总线：计算机内部的高速公路.mp3
• 43 | 输入输出设备：我们并不是只能用灯泡显示“0”和“1”.mp3
• 44 | 理解IO_WAIT：I/O性能到底是怎么回事儿？.mp3
• 45 | 机械硬盘：Google早期用过的“黑科技”.mp3
• 46 | SSD硬盘（上）：如何完成性能优化的KPI？.mp3
• 47 | SSD硬盘（下）：如何完成性能优化的KPI？.mp3
• 48 | DMA：为什么Kafka这么快？.mp3
• 49 | 数据完整性（上）：硬件坏了怎么办？.mp3
• 50 | 数据完整性（下）：如何还原犯罪现场？.mp3
• 51 | 分布式计算：如果所有人的大脑都联网会怎样？.mp3

应用篇 (5讲)

• 52 | 设计大型DMP系统（上）：MongoDB并不是什么灵丹妙药.mp3
• 53 | 设计大型DMP系统（下）：SSD拯救了所有的DBA.mp3
• 54 | 理解Disruptor（上）：带你体会CPU高速缓存的风驰电掣.mp3
• 55 | 理解Disruptor（下）：不需要换挡和踩刹车的CPU，有多快？.mp3
• 结束语 | 知也无涯，愿你也享受发现的乐趣.mp3

答疑与加餐 (5讲)

• 特别加餐 | 我在2019年F8大会的两日见闻录.mp3
• FAQ第一期 | 学与不学，知识就在那里，不如就先学好了.mp3
• 用户故事 | 赵文海：怕什么真理无穷，进一寸有一寸的欢喜.mp3
• FAQ第二期 | 世界上第一个编程语言是怎么来的？.mp3
• 特别加餐 | 我的一天怎么过？.mp3

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