一、COMP2400课程内容概览
COMP2400主要围绕计算机体系结构的核心概念展开,重点包括:
1. 计算机体系结构基础
课程首先介绍CPU、内存、寄存器和总线系统的协作原理,帮助学生理解程序从编写到执行的底层过程。通过学习二进制编码、数据表示和逻辑运算,学生能够掌握计算机执行每条指令的机制。
2. 汇编语言与指令集
COMP2400的核心环节是学习汇编语言(Assembly Language),学生将使用MIPS或RISC-V指令集进行编程。
通过实际编写汇编程序,学生将理解函数调用、栈操作、寄存器管理等底层机制。这部分内容对于未来学习**操作系统(COMP2300)和计算机体系结构(COMP3702)**等课程奠定了坚实基础。
3. 程序执行与性能优化
课程还深入探讨程序的执行流程,包括流水线(Pipeline)、缓存(Cache)、分支预测等性能优化机制。学生将学习如何分析程序运行效率,并了解编译器优化与硬件执行的关系。
二、课程难度与学习重点
COMP2400被许多ANU学生认为是**“计算机专业的分水岭课程”**之一,因为它要求学生从抽象的编程逻辑过渡到对硬件和底层机制的理解。以下是主要难点与学习建议:
💡 1. 汇编语言编程难度较高
对于只熟悉Python或Java等高级语言的学生而言,汇编语言的学习曲线较陡。建议学生在学习过程中多利用课程提供的模拟器(如SPIM或RARS)进行练习。
💡 2. 理解硬件逻辑
课程中涉及的CPU设计与控制单元工作原理较为抽象,学生需要具备一定的逻辑推理能力。通过绘制数据路径图(Datapath)和理解控制信号,可以更好地掌握指令执行的全过程。
💡 3. 实验与项目实践
COMP2400通常配有多次编程实验(Labs)和小型项目(Assignments)。这些实验要求学生亲手实现部分CPU逻辑或模拟程序执行,是理解理论的重要环节。
三、评分标准与考试形式
根据历年ANU课程安排,COMP2400的评分通常由以下部分组成:
| 评估项目 | 占比 | 说明 |
|---|---|---|
| 平时实验(Labs) | 20%-30% | 需完成汇编编程与计算机结构模拟任务 |
| 期中测验(Mid-term Test) | 20% | 主要考察基础理论与指令集知识 |
| 期末考试(Final Exam) | 50%-60% | 涵盖计算机体系结构、汇编语言与性能优化综合应用 |
考试题型包括选择题、简答题以及代码分析题。学生需要具备从硬件层面理解程序执行逻辑的能力。
四、学习建议与资源推荐
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课前预习:建议提前阅读《Computer Organization and Design》(Patterson & Hennessy),了解指令集架构基础。
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多做练习:掌握汇编语言的关键在于反复练习。可在SPIM、RARS等模拟器上调试代码。
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与操作系统知识结合:COMP2400为后续学习操作系统(COMP2300)、计算机网络(COMP3310)等课程提供理论基础。
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参加学习小组:ANU计算机学院的学习小组常分享实验技巧与考试重点,是提升成绩的有效途径。