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大学计算机必修课新讲--编译原理+操作系统+图形学

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  • TA的每日心情
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    2020-8-28 14:55
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2020-5-28 16:07:25 | 显示全部楼层 |阅读模式
    〖课程介绍〗:
            编译原理,操作系统,图形学被称为程序员的三大浪漫,不仅因为它们是大学计算机系的必修内容,更因为它们在回答计算机领域三个基本问题:程序如何被编译成机器指令然后被执行(编译原理)、多个程序如何共享资源(操作系统)、人和机器如何交互(图形学)。掌握这些知识不仅是为了应付大学考试,更是为了能让你在未来的“大型化开发”、“底层开发”中更从容,让你能更好的应对面试、开发、造轮子等实际问题。

    〖课程目录〗:
            第1章 学前导学(要有准备有目标的学)
            介绍课程的主要内容、学习顺序;和学员对焦程序员的能力模型,课程希望达到的效果等。然后,讲师和同学同步课程使用的开发工具如intelij,vscode,mars4,mocha,gradle等。

             1-1 学前方向标 试看
             1-2 课程中的工具以及学习方法
             1-3 一份老仙学习秘诀请你签收
            第2章 计算机理论引导(理解计算机)* z' d0 S4 @8 A! i. d9 P' {
            本章集中解决学习三大浪漫过程中的前置基础依赖。主要是理解计算机的模型,理解计算机是如何设计的?程序是什么?指令是怎么被CPU执行的?内存中的数据如何被找到并读入寄存器等。

             2-1 什么是计算机0 x6 c5 L9 l) n, \6 G# `; e
             2-2 CPU的工作原理——内存、寄存器和ALU
             2-3 指令入门(1)——指令的组成部分
             2-4 指令入门(2)——寻址模式、浮点数和指令分类& Y* }& s, f' M) o5 n7 v5 f, a
             2-5 我的第一个汇编程序——实现一个求阶乘的递归函数(思路部分)
             2-6 我的第一个汇编程序——实现一个求阶乘的递归函数(coding): |- A5 q9 e: a5 p
             2-7 中断和中断向量2 e0 Q  \4 c3 a; }% F% C; f" J
            第3章 【 编译原理】概述(理解编译器)3 R7 a7 h5 C' G1 g5 B  O
            本章串讲编译器的主要流程,介绍编译器和自然语言翻译的差异性,以及对编译原理的课程提供一个整体介绍。' ?4 F9 B) ]. J; v( x% ?( x
    % Y8 E3 |" J2 }- `
             3-1 编译原理课程介绍
             3-2 编译原理——研究翻译的科学 试看
             3-3 编译器和解释器' H' z! T( e6 e5 ~
             3-4 编译器的工作流程+ j6 F" d9 r0 R+ g5 R
            第4章 【 编译原理】词法分析(实现一个词法分析器)
            本章介绍编译器词法分析部分的实现,讲解词法分析的流程,实现一个完整的词法分析器。帮助学员理解流、正则引擎、状态机等概念,理解基本的面向对象封装复用技巧。
    : s2 r, I* I; f& V" x0 G
             4-1 词法分析器简介. K0 ?7 e2 r7 M& w" K, u
             4-2 (编程lexer01)词法分析器的接口(Java和Js) 试看
             4-3 编译器基础能力设计——实现流的peek和putBack操作1 c+ X1 t( k, I$ b
             4-4 (编程Lexer01 Java)——实现流的peek和putBack操作$ t8 _- i( B: S' Z* Q8 N
             4-5 (编程Lexer02 Javascript)——实现流的peek和putBack操作
             4-6 tips:坚持编写测试用例
             4-7 词法相关理论和正则
             4-8 (编程lexer03 Java)——有穷状态机实现词语提取(上)
             4-9 (编程lexer03 Java)——有穷状态机实现词语提取(下)
             4-10 (编程lexer03 Javascript)——有穷状态机实现词语提取(上)
             4-11 (编程lexer03 Javascript)——有穷状态机实现词语提取(下)# A. A; A' m+ Q5 Y* }' C0 b% T
             4-12 (编程lexer04 Java)——完整的词法分析器( Q' X% z  G" c3 Z* d) s
             4-13 (编程lexer04 Javascript)——完整的词法分析器; |! d' [+ f5 l. _
            第5章 【 编译原理】语法分析(实现一个语法分析器)6 [0 ~+ [' o; h# D' n3 {
            本章介绍语法分析的基本概念,如产生式、抽象语法树、递归向下方解析法等,并且在实战中帮助学员理解和处理更复杂的问题,如多级优先级表达式等。同时,向学员渗透跳跃结构——树和图的遍历算法以及相关理论知识。5 {" y5 A2 B6 F& a
    3 \* S* \5 y) Q6 G/ }: ^1 V3 @
             5-1 数据结构引导——树和抽象语法树
             5-2 (parser01 java) 定义抽象语法树
             5-3 (parser01 javascript) 定义抽象语法树0 u9 w- @( V. ?* t, S
             5-4 最简表达式分析过程
             5-5 (编程parser02 java)——实现最简Parser
             5-6 (编程parser02 javascript——实现最简Parser
             5-7 (编程 parser03 java) TinyScript表达式解析
             5-8 (编程 parser03 javascript) TinyScript表达式解析
             5-9 (编程 parser04 java) 树的后序遍历——表达式验证! G0 d3 ^* I4 i- i) b  a9 a) e! a
             5-10 (编程 parser04 javascript) 树的后序遍历——表达式验证
             5-11 语法分析的整体程序6 P( V% ^( Y1 A
             5-12 (编程 parse05 java)语法分析整体程序(上)-# r, \& k$ I& N7 r1 k
             5-13 (编程 parse05 java)语法分析整体程序(下)-
             5-14 (编程 parser05 javascript)语法分析整体程序(上)
             5-15 (编程 parser05 javascript)语法分析整体程序(下)
             5-16 拾遗——那些穿插在迭代中的重构1 F  B  h, ]$ h4 x
             5-17 补课——大批递归来袭之应对) j2 u7 ?9 A( `7 u* Y
             5-18 词法语法部分总结——领域驱动视角
            第6章 【 编译原理】语法制导翻译(实现中间语言翻译器)% n, v" t. o9 b' C8 k' i8 U# Z
            本章介绍根据语法树进行翻译的基本方法和相关理论,并用这些理论讲TinyScript编译成中间语言。本章涉及语言层面最基本的问题,如符号表、作用域如何被实现?类型检查如何进行?另外,本章重点渗透树、图、哈希表等关键数据结构,相关算法;帮助学员重新review递归问题。 ...
    . ]: W+ Z  V: F* n2 k' L$ D/ |) h* k
             6-1 综合部分序章——三地址代码5 ^  |2 z6 j* y
             6-2 构造三地址代码——基于SDD的翻译
             6-3 词法作用域和符号表1 X. F7 c9 K9 E" X& u3 r) R
             6-4 (编程trans 01 java) 实现符号表6 V, [; ]5 t) g5 A
             6-5 (编程trans 01 javascript) 实现符号表
             6-6 三地址代码的表示, r0 \( v# ~  m" S6 u3 j/ t% i  N
             6-7 编程 trans02 java) 三地址代码的表示
             6-8 (编程 trans02 javascript)三地址代码的表示% |" Y9 P# r% I3 p. I/ z6 [; s
             6-9 翻译的整体过程和表达式
             6-10 (编程 trans 03 java)翻译的整体过程和表达式
             6-11 (编程 trans 03 javascript)翻译的整体过程和表达式
             6-12 翻译——作用域的处理" a$ N0 Z9 r4 g! W7 N) d9 h, Y# r
             6-13 (编程 trans 04 java)翻译——作用域和整体程序
             6-14 (编程 trans 04 javascript)翻译——作用域和整体程序  V" w3 V# c/ R$ Q' ~/ c
            第7章 【 编译原理】程序运行环境(实现一个虚拟机)
            本章介绍如何将中间语言翻译成机器指令,通过构造一个虚拟机执行机器指令。本章会看到堆栈的分配、程序的执行、指令的选择等等内容,和第二章的内容形成呼应,在学习操作系统之前加深对机器的理解。
    * G1 a& Y( R/ i
             7-1 冲刺——用虚拟机执行TinyScript程序& b3 M( `9 s# s3 ]! j! H* C1 d
             7-2 (编程 java vm 01)指令和程序表示
             7-3 生成器——将三地址代码转化成指令
             7-4 (编程 java vm 02)指令翻译过程讲解6 L' i# ]1 u$ d+ U  t  L  a
             7-5 (编程 java vm 02)补课——神奇的位运算
             7-6 (编程 java vm 03)虚拟机—— 指令的编码和解码( V2 t/ c/ @. t
             7-7 (编程 java vm 04)虚拟机执行程序6 c# a3 a0 \$ F# o
             7-8 课程总结——如何做一个优秀的架构师# h) ^6 n, x! |$ c3 k# J
            第8章 【 操作系统】概述(历史和核心概念)3 [+ q$ a% L3 z& g/ c$ g8 Y
            本章介绍操作系统的历史,如unix是怎么被设计出来?mac和windows又是怎么回事?linux为什么叫linxu等。然后渗透一些基本的概念,如操作系统是连接硬件和软件的桥梁,内核如何被设计,多核的CPU如何管理,如何并发执行指令等。 ...% u/ _9 S$ u! y0 Y: c- ?/ r- Y
    " z& _& p$ v0 ~7 U& b  U
             8-1 课前导学——学好操作系统要注意什么" F% _1 \# u4 X4 ^" \
             8-2 什么是操作系统: `' m+ ^1 X% v5 q- y$ j
             8-3 操作系统的历史
             8-4 内核和内核设计
            第9章 【 操作系统】进程和多线程(多线程算法全解和实战高并发)6 y3 m. B/ A* F$ t
            本章介绍进程如何被操作系统管理,线程如何在用户空间工作;然后介绍竞争问题,掌握处理竞争的算法:自旋锁、TAS、信号量、互斥量、监视器等等。基于信号量模型实现多线程同步IO模型服务器,并与Spring框架及node.js单线程同步I/O模型比较性能。 ...4 {8 v+ h& G( o9 ?; ?% M
      j% s7 b% P' `7 R, w$ A* C' k" z, S
             9-1 应用程序的抽象——进程
             9-2 进程的三态和中断响应
             9-3 多道程序设计和CPU利用率
             9-4 线程——轻量级的进程
             9-5 竞争条件和临界区1 u7 v! ^7 I4 f5 Q( f; {. j
             9-6 解决竞争条件的算法——严格轮换法和Peterson算法
             9-7 锁的基础——硬件TSL和XCHG  S7 s4 K# F7 W: L' s& H
             9-8 信号量(Semaphore)和互斥量(Mutex)
             9-9 总结——万变不离其宗(1)
            第10章 【 操作系统】调度算法入门(理解任务调度的模型)
            本章介绍进程如何被操作系统调度的,通过实现哲学家就餐问题引入,然后介绍各种基于时间片、优先级的调度模型;本章会重点渗透队列和优先级队列这两种数据结构。
    - f! d0 X+ H, M
             10-1 调度问题概述' |' `, k( `1 h) Q3 S
             10-2 补课——优先级队列, p. [  L$ t$ M. Z
             10-3 调度算法选讲, ?$ @2 Y. p  c) g9 Z
             10-4 实战哲学家就餐问题
            第11章 【操作系统】内存管理(内存分配回收全面解答)
            本章介绍多种内存分配策略,重点会放在内存回收的策略上。通过理解内存分配、内存回收,让学员理解很多语言层面的回收策略,设计妥协以及深层次的考虑。同时向学员渗透链表、栈等数据结构的深入使用方式。
    , }% `" `/ q9 t% y. P5 u# y$ T% U& R
             11-1 内存部分导学
             11-2 地址空间——存储器模型的抽象 * I" Z: Q' T" N! k* N
             11-3 虚拟内存、页表和mmu ; w# V' r5 ]: f6 j: j% I  B  |
             11-4 java,go和js为什么这么玩——理解OS和语言对内存管理的异同
             11-5 垃圾回收算法选讲——基于引用计数的内存回收算法 " u- t& `2 M6 o6 }- [) q9 F3 w6 I
             11-6 垃圾回收算法选讲——标记、扫地、整理 8 t8 h; w' U0 D" \
             11-7 垃圾回收算法选将——分代算法
            第12章 【 操作系统】文件系统(底层数据结构设计与抽象)/ H6 ]3 B" n; P
            本章介绍文件系统设计和抽象的方法,这里有大量的思想和设计模式可以渗透。帮助学员理解如何从编程接口抽象的API,到高层的文件、目录结构,然后有如何被映射到中层的数据块、节点,最后如何到最底层的物理存储。2 i2 ~% f: U; U' Q* Y

            第13章 【图形学】概要(小白学图形学第一步)- M. Q! L+ E8 S! u6 B* p6 U
            本章介绍图形学历史、基本概念,以及涉及的各种各样知识,应用场景的概括。简单介绍3d模型、世界描述、光照等图形学重要的内容,以及他们被应用到电影、工业、医疗、可视化、游戏、电子等等广泛的领域。然后介绍课程的组织形式和学习方法。 ...

            第14章 【图形学】 图形渲染流程和WebGL初探(从helloworld逐渐深入)
            本章介绍OpenGL标准、生态以及对webgl进行一个初探,写一个webgl的helloworld并了解图形渲染管道的流程。. j) {2 R: @! E  y$ X

            第15章 【图形学】GLSL(多例子教你用着色器)
            本章介绍OpenGL Shadering Language,从语法开始,通过多个实例逐渐渗透GLSL的用途。& P2 F1 v" T2 o  ^4 A4 F

            第16章 【图形学】光照和光线追踪(理解世界最核心的——光)
            本章结合介绍webgl讲解如为场景增加光照,以此来增加场景的真实感。然后重点帮助同学理解图形学渲染的一个核心算法——光线追踪算法,并带领同学通过实际编程解决问题去理解这个算法。, f( Q3 @1 D  v, Q. {
    ; {; A. E; x0 D0 H
            第17章 【图形学】游戏开发(一起实现一个射击类的3D游戏)8 L4 p# i/ m  s# o
            本章通过和学员一起实现一个3D类的射击游戏,帮助学员巩固和提高对图形学的理解。在解决场景布置、视角转换、事件捕捉、碰撞检测、物理计算等等过程中,将之前学的理论知识逐渐融汇贯通。


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  • TA的每日心情
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