计算机基础实战课 – 系统级工程师“压箱底”的学习笔记

作者简介

彭东，网名 LMOS，Intel 傲腾项目关键开发者，《深度探索嵌入式操作系统：从零开始设计、架构和开发》作者。研究操作系统数十年，精通 Linux、BSD、SunOS 等开源操作系统内核，对 Windows 的 NT 内核也有一定研究。

曾独立开发过两套全新的操作系统内核：LMOS 和 LMOSEM。其中 LMOS 先后发布了 8 个测试版本，至今已是一个多进程、多 CPU、支持虚拟内存的全 64 位操作系统内核（x86_64 体系下），代码量达 10 万余行。LMOSEM（基于 ARM 体系）则是嵌入式操作系统的新尝试，实验了不同于 LMOS 的新架构、新代码。

课程简介

你将获得

一通百通，8 大模块揭秘计算机系统

学以致用，10+ 实验项目边学边练

前沿视野，实现一个迷你 RISCV 处理器

高手带路，内核开发者的学习心法

虽然 IT 领域中各种新框架、新技术层出不穷，但它们的根基还是那些计算机基础知识。没有扎实的计算机基础知识，应用层的技术学习就像空中楼阁，只能看到表象却无法理解本质，学习的时候自然是一头雾水。

正所谓“磨刀不误砍柴工”，优秀工程师的共同特质就是扎实深厚的计算机基础知识，相信工作过一段时间的人都能意识到它的重要性。

尽管知道扎实的基本功对开发效率、技术成长都很重要，但是我们学习时遇到的问题也很多，通常困惑于以下三类问题：

基础是什么：对基础知识到底包括哪些，需要学到什么程度心里没底。

基础怎么学：底层技术那么多，内容繁多不知从何下手，缺乏清晰系统的学习路径。

理论如何和应用相结合：脑子说会了，手说“你没有”，学习技术的时候看了很多资料仍然无法融会贯通，更别说应用到工作之中。

为此，我们邀请到彭东老师，他既做过前端、后端的工作，也做过内核的开发。在这门课里，老师将结合自己十多年的理论和实战经验，帮你从源头开始一步步夯实基本功：从硬件到软件、从指令语言到内存，从原理到应用，带你系统了解计算机的基础知识。

学完这门课程，你就掌握了 IT 领域 80% 相对稳定不变的那部分知识，对于学习任何一门应用技术也是很好的前置准备。

课程大纲

• CISC & RISC：从何而来，何至于此
• RISC特性与发展：RISC-V凭什么成为“半导体行业的Linux”？
• 硬件语言筑基（一）：从硬件语言开启手写CPU之旅
• 硬件语言筑基（二）: 代码是怎么生成具体电路的？
• 指令架构：RISC-V在CPU设计上到底有哪些优势？
• 手写CPU（一）：迷你CPU架构设计与取指令实现
• 手写CPU（二）：如何实现指令译码模块？
• 手写CPU（三）：如何实现指令执行模块？
• 手写CPU（四）：如何实现CPU流水线的访存阶段？
• 手写CPU（五）：CPU流水线的写回模块如何实现？
• ……