计算机系统能力是指能自觉运用系统观理解计算机系统的整体性、关联性、层次性、动态性和开放性，并利用系统化方法掌握计算机软硬件协同工作及相互作用机制的能力。系统能力包括系统分析能力、系统设计能力和系统验证及应用能力3个方面，这3个方面相辅相成，共同构成计算机相关专业本科毕业生的基本能力和专业素养。 本书是为了实现计算机相关专业学生的系统能力培养目标而编写的。本书内容由浅入深，方便读者入门，帮助读者通过实践对计算机专业的理论、技术和方法进行理解和巩固，同时激发读者的兴趣和创造性。本书强化系统观，同时结合工程应用，帮助读者全面掌握计算机从硬件到软件、从底层到高层的技术。 本书可作为计算机相关专业本科计算机系统能力实践课程的教材，同时可供相关从业人员学习参考。

胡迪青，华中科技大学计算机科学与技术学院教授。主要从事计算机系统结构、新型存储系统、嵌入式和SoC设计、计算机接口技术等方向的研究，主持国家和省部级科研项目多项，近年来在国内外学术期刊发表学术论文20余篇。荣获湖北省教学成果一等奖和华中科技大学课堂教学教学质量一等奖等多项，主编教材2部。

前言 面向计算机系统能力培养的实验平台是在Digilent公司的Nexys 4 DDR FPGA开发板上采用CPU+FPGA的SoC技术进行开发的，其目的是通过搭建实用的MIPS处理器系统（学生在“计算机组成原理”课程中已经亲手实现过自己的MIPS CPU，在“接口技术”课程中学习搭建过具有简单接口设备的MIPS处理器系统）、自己定制的操作系统的设计与实现以及结合实际的蓝牙小车应用，将学生之前在“计算机组成原理”“操作系统”“编译原理”和“接口技术”等课程中学到的知识在“计算机系统能力培养综合实践”课程中进行系统性融合，使其成为更加完整的体系，从而达到计算机系统能力培养的目标，提升学生的综合能力。 面向计算机系统能力培养的实验平台提供了MIPSfpga处理器软核、Hosmips操作系统、多种硬件模块设备接口、蓝牙小车典型应用、硬件加速（智能）模块等，以满足“计算机系统能力培养综合实践”课程的教学要求，它们还可非常方便地移植到其他类似的FPGA开发平台上。 面向计算机系统能力培养的实验平台具有以下特点： （1） 它是一个以实践为主导，具有一定展示度的实验平台。基于该实验平台开发的蓝牙小车应用具有可展示性，能够激发学生的创新性和想象力；在该实验平台上通过渐进式、积木式的实验方法，帮助学生熟练掌握计算机从硬件到软件、从底层到高层的全套技术，从而使得学生对计算机系统各层次的技术有更加深刻的理解。 （2） 强化智能应用，实验创新性强。该实验平台基于CPU+FPGA的SoC技术开发，在现有的面向计算机系统能力培养理念的基础上，通过充分利用现成资源、独立开发和学生实践...