第 1 章第 1 週

導論

Introduction

注意：官方大綱列的課本是 8051，但郭老師實際上課用的是 LC-3（講義 Lecture1–15、課本 Patt & Patel《Introduction to Computing Systems》）。期中前是 LC-3，期中後才進 8051。這裡的內容以 LC-3 為主。

課本小節

概念 01

電腦其實只會做一件事

The Big Picture

白話講

電腦看起來很厲害，但它其實只會不停重複三個動作：

① 去記憶體拿一張紙條（取指令）→ ② 看紙條上寫什麼（解碼）→ ③ 照做（執行）→ 回到 ①。

就這樣，每秒幾十億次。你玩的遊戲、看的影片，全部都是這三步堆出來的。

這門課的主線：從最底層的 0 和 1，一路蓋到能跑的程式。中間會經過：數字怎麼表示 → 硬體怎麼組 → 指令長什麼樣 → 怎麼跟外面溝通。

抽象層次（由下往上）　電晶體 → 邏輯閘 → 電路 → 微架構 → ISA → 組合語言 → 高階語言

在說什麼ISA（指令集架構）是分水嶺：它以下是硬體怎麼做，以上是軟體看得到什麼。這門課主要站在 ISA 這一層往兩邊看。

LC-3 是什麼？一台為了教學而設計的假電腦（Little Computer 3）。它只有 16 個指令、16 位元，小到你可以完全搞懂它的每一根線。真實的 x86 有上千個指令，學不完。懂了 LC-3，真實 CPU 只是變大而已。