CS110

计算机体系结构 I

CS110 计算机体系结构 I 是计算机专业必修课程,讲授数字计算机的内部组织与运行原理:C 语言与内存管理、RISC-V 汇编与机器码翻译、数字逻辑与 CPU 设计、流水线、缓存、性能优化、并行计算与仓库级计算。配套 CS110P 项目课(P/NP)。课题组成员担任助教并讲授 Discussion 讨论课。

当前状态 2026 Spring

CS110 Lectures / Discussions / Labs · 2026 Spring

课程信息

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上课时间

第 1–16 周周二、周四 08:15–09:55:刘思廷班在教学中心 303,肖原班在信息学院 1D-107。

info-discussion

讨论课(Discussion)

周一 19:50–21:30 教学中心 301(第 2 周起);周五 18:00–19:40 / 19:50–21:30 SPST 4-122(第 1 周起)。课题组成员承担讨论课讲授。

info-lab

实验课(CS110P)

共 8 次,周一/周二/周四晚间,信息学院 1B-106/108/110,每次配助教。

info-materials

教材与参考

教材:Patterson & Hennessy《Computer Organization and Design》RISC-V 版(中译《计算机组成与设计:硬件/软件接口》原书第 5 版)。参考:K&R《The C Programming Language》、《深入理解计算机系统》(CSAPP)。期中/期末考试提供 RISC-V Greencard。

课程平台

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课程主页

刘思廷老师维护的课程主页:周历、29 次 Lecture 课件、14 次 Discussion 与录像、实验、作业与项目全部在主页发布。

platform-piazza

Piazza 讨论区

课程论坛与师生问答平台。

platform-gradescope

Gradescope

作业与项目提交平台,所有截止时间为北京时间 23:59:59。

platform-integrity

学术诚信提醒

请遵守学术诚信要求,严禁抄袭;具体规定以课程主页与课堂说明为准。

考核方式

grade-cs110

CS110 成绩构成

作业 40% · 实验 5% · 期中一 14% · 期中二 14% · 期末 25% · 课堂参与 2%(出勤、论坛活跃与附加任务)。

grade-cs110p

CS110P 项目(P/NP)

Project 1.1 / 1.2 各 17%,2.1 / 2.2 各 16%,3 / 4 各 17%。

教学日历

cal-1

第 1–4 周:语言与汇编

课程介绍与数制表示;C 语言与内存管理;RISC-V I–III(Venus 教程)与 CALL。

cal-2

第 5–8 周:数字电路与流水线

数字电路 I/II;Datapath 与控制器;流水线 I/II;Multi-issue;期中一(04/23 08:00–10:00)。

cal-3

第 9–13 周:缓存与并行

Cache I–IV;SIMD;线程级并行 I–IV(OpenMP、同步、多核与高级缓存);期中二(05/21)。

cal-4

第 14–16 周:系统与前沿

操作系统与 I/O 入门;虚拟内存;仓库级计算;容错与安全;异构计算与课程总结。

Lecture 课件

l01

L01 Intro

课程介绍

l02

L02 Info Representation

数制与信息表示

l03

L03 C Language

C 语言

l04

L04 C Memory Management

C 内存管理

l05

L05 RISC-V I

RISC-V 汇编(一)

l06

L06 RISC-V II

RISC-V 汇编(二)

l07

L07 RISC-V III

RISC-V 汇编(三)

l08

L08 CALL

编译、汇编、链接、加载

l09

L09 Digital Circuits I

数字电路与系统(一)

l10

L10 Digital Circuits II

数字电路与系统(二)

l11

L11 Datapath

数据通路

l12

L12 Datapath & Controller

数据通路与控制器

l13

L13 Pipeline

流水线(一)

l14

L14 Pipeline II

流水线(二)

l15

L15 Multi-issue

多发射

l16

L16 Cache I

缓存(一)

l17

L17 Cache II: Fully Associative

全相联缓存

l18

L18 DM Cache

直接映射缓存

l19

L19 SA Cache

组相联缓存

l20

L20 Parallelism

并行计算

l21

L21 TLP

线程级并行(一)

l22

L22 TLP II: OpenMP

线程级并行(二)OpenMP

l23

L23 TLP III: Synchronization

线程级并行(三)同步

l24m

L24 TLP III & MIMD

多核与高级缓存

l24o

L24 OS & IO

操作系统与 IO 入门

l25

L25 Virtual Memory

虚拟内存

l26

L26 More IO

更多 IO

l27

L27 WSC & MapReduce

仓库级计算与 MapReduce

l28

L28 Fault-tolerance & Security

容错与安全

l29

L29 Heterogeneous Computing & Summary

异构计算、FPGA 与课程总结

Discussion 讨论课

d01

Discussion 1: Linux

Linux 基础

d03

Discussion 3: Memory

内存

d04

Discussion 4: RISC-V

RISC-V

d05

Discussion 5: Calling Convention

RISC-V 调用约定

d06

Discussion 6

讨论课 6

d06c

Discussion 6: 计算过程

计算过程

d-dp

Discussion: Datapath

数据通路

d-cache

Discussion: Cache

缓存

d-mi

Discussion: Multi-issue

多发射与超标量

d-spinal

Discussion: SpinalHDL

SpinalHDL

d-git

Discussion: Git

Git 版本控制

d-make

Discussion: Makefile

Makefile

d-vm

Discussion: From Programs to Virtual Memory

从程序到虚拟内存

复习与参考解答

mt1r

Midterm 1 Review

期中一复习

mt1s

Midterm 1 参考解答

期中一参考解答

mt2r

Midterm 2 Review

期中二复习

mt2s

Midterm 2 参考解答

期中二参考解答

fin

Final Review

期末复习

实验(CS110P)

lab01

Lab 1

实验 1 说明(HTML)

lab02

Lab 2

实验 2 说明(HTML)

lab03

Lab 3

实验 3 说明(HTML)

lab04

Lab 4

实验 4 说明(HTML)

lab05

Lab 5

实验 5 说明(HTML)

lab06

Lab 6

实验 6 说明(HTML)

lab07

Lab 7

实验 7 说明(HTML)

lab08

Lab 8

实验 8 说明(HTML)

lab09

Lab 9

实验 9 说明(HTML)

lab10

Lab 10

实验 10 说明(HTML)

lab11

Lab 11

实验 11 说明(HTML)

lab12

Lab 12

实验 12 说明(HTML)

lab13

Lab 13

实验 13 说明(HTML)

lab14

Lab 14

实验 14 说明(HTML)

作业

hw02

Homework 2

作业 2 说明(HTML)

hw03

Homework 3

作业 3 说明(HTML)

hw04

Homework 4

作业 4 说明(HTML)

hw05

Homework 5

作业 5 说明(HTML)

hw06

Homework 6

作业 6 说明(HTML)

hw07

Homework 7

作业 7 说明(HTML)

hw08

Homework 8

作业 8 说明(HTML)

hw05s

Homework 5 参考答案

作业 5 参考答案

hw07s

Homework 7 参考答案

作业 7 参考答案

hw08s

Homework 8 参考答案

作业 8 参考答案

项目(CS110P)

proj1-1

Project 1-1

项目 1-1 说明(HTML)

proj1-2

Project 1-2

项目 1-2 说明(HTML)

proj2-1

Project 2-1

项目 2-1 说明(HTML)

proj2-2

Project 2-2

项目 2-2 说明(HTML)

proj3

Project 3

项目 3 说明(HTML)

proj4

Project 4

项目 4 说明(HTML)

参考资料

ref-greencard

RISC-V Greencard

RISC-V 指令速查卡,期中/期末考试官方提供版本。