本课程针对计算机系统基础（一）、（二）、（三）前导理论课程，围绕系列课程培养计算机系统能力的总体目标，设计了与前导理论课相匹配的编程与调试方面的实践内容，针对理论课中的知识点并结合具体的程序及其机器级代码，展现程序开发过程中的各个步骤及实例，帮助学习者深入理解基础概念，并通过具体实践与练习增强编程和调试能力，提高综合运用计算机系统基础知识分析问题和解决问题的能力。本课程基于IA-32平台上的Linux系统和C、汇编语言及GCC、GDB等编程与调试工具，针对数据与程序的机器级表示、链接、性能分析与优化等课程知识及其实际应用进行讲解与实践，并综合采用测验、实验等多种形式对课程学习情况进行评估。

为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。

电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。

完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。

认证证书申请注意事项：

1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。

2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。

《计算机系统基础(一)(二)(三)》前导理论课程涵盖的基本概念和知识、C语言程序设计的基础知识。

第一周 实验与开发环境的安装和使用

引言

第1讲 从程序员角度认识系统

第2讲 虚拟机、Linux及其上实验环境的安装

第3讲 基本实验工具的使用

课件

第一周测验

第二周 C语言编程实践

引言

第1讲 数据的位运算操作

第2讲 浮点数的精度问题

第3讲 Cache友好代码

第4讲 信号处理函数

课件

第二周测验

第三周 程序调试与实践：数据的存储与运算

引言

第1讲 真值与机器数

第2讲 数据的宽度与存储

第3讲 数据类型的转换

第4讲 整数加减运算

第5讲 浮点数的表示和运算

课件

第三周测验

第四周 程序调试实践：程序的机器级表示

引言

第1讲 传送指令

第2讲 加减运算指令

第3讲 整数乘法指令

第4讲 控制转移指令

第5讲 栈和过程调用

第6讲 缓冲区溢出

课件

第四周测验

第五周 程序调试实践：二进制程序分析与调试

引言

第1讲 二进制炸弹实验：概述

第2讲 二进制炸弹实验：字符串比较

第3讲 二进制炸弹实验：浮点数表示

第4讲 二进制炸弹实验：课后实验

课件

第五周测验

第六周 程序调试实践：缓冲区溢出攻击

引言

第1讲 缓冲区溢出攻击实验：概述

第2讲 缓冲区溢出攻击实验：目标程序与辅助工具

第3讲 缓冲区溢出攻击实验：Level 0

第4讲 缓冲区溢出攻击实验：Level 1及课后实验

课件

第六周测验

第七周 程序调试实践：程序链接与ELF

引言

第1讲 链接与ELF实验：概述

第2讲 链接与ELF实验：静态数据与ELF数据节

第3讲 链接与ELF实验：指令与ELF代码节及课后实验

课件

第七周测验

第八周 程序性能分析与优化

引言

第1讲 程序性能分析与优化

第2讲 程序性能分析工具

课件

第八周测验

计算机系统基础（第2版），袁春风、余子濠编著，机械工业出版社，2018

深入理解计算机系统（原书第2版），Randal E. Bryant、David R. O'Hallaron著，龚奕利、雷迎春译. 机械工业出版社，2010

Q : 本课程的介绍中所指的前导理论课程具体是什么？

A :  指的是《计算机系统基础》系列慕课的下列三门已上线课程：

（1）计算机系统基础（一）：程序的表示、转换与链接

（2）计算机系统基础（二）：程序的执行和存储访问

（3）计算机系统基础（三）：异常、中断和输入/输出