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COMP1521 Week 1 Study Guide COMP1521 第一周学习指南

Computer Systems Fundamentals - Advanced C & Memory Management 计算机系统基础 - C语言进阶与内存管理

Week 1: System Programming Fundamentals Week 1: 系统编程基础概念

Week 1 Fundamentals Week 1 基础理论

Memory layout, function call stack, compilation pipeline, MIPS basics & system calls. Build core theoretical foundation for systems programming. 内存布局、函数调用栈、编译流程、MIPS基础与系统调用。建立系统编程的核心理论基础。

Beginner 初级

Week 2 — Integers & Bitwise 第2周 — 整数与位运算

Binary/hex conversions, two’s complement, masks, shifts, overflow patterns. Exam-aligned with Lab/Tut 02. 二/十六进制转换、补码、掩码、移位、溢出判定；与第02周实验/教程对齐。

Beginner 初级

Week 3 — MIPS Control Flow 第3周 — MIPS 控制流

Branch templates, syscall safety, loop skeletons, and Lab03 swap/sort walkthroughs. 分支模板、系统调用安全、循环骨架以及 Lab03 交换/排序讲解。

Beginner 初级

Week 4 — Procedures & Stack Frames 第4周 — 过程与栈帧

Calling conventions, lookup tables, sieve loops, and Lab04 recursion templates. 调用约定、查表模式、筛法循环以及 Lab04 递归模板。

Beginner 初级

Week 5 — I/O & Representation 第5周 — I/O 与数据表示

Buffered input, endian swaps, packed BCD arithmetic, and Lab05 automation scripts. 缓冲输入、端序转换、打包 BCD 算术以及 Lab05 自动化脚本。

Beginner 初级

MIPS Assembly Basics MIPS 汇编基础

Program structure (.data/.text/.globl main), registers ($t0–$t9, $v0, $a0–$a3), core instructions (li/la/add/sub/mul/div/move), syscalls (print/read/exit). Challenge exercises: bad_pun.s & gaussian_sum.s. 程序结构（.data/.text/.globl main）、常用寄存器（$t0–$t9, $v0, $a0–$a3）、核心指令（li/la/add/sub/mul/div/move）、syscall（打印/读入/退出），挑战练习：bad_pun.s 与 gaussian_sum.s。

Beginner 初级

Pointers & Memory Management 指针与内存管理

Deep understanding of pointer concepts, memory addresses, pointer arithmetic, and modifying variables outside functions via pointers. RGB color conversion practice. 深入理解指针概念、内存地址、指针运算以及通过指针修改函数外部变量。RGB颜色转换实践。

Beginner 初级

Structs & Data Organization 结构体与数据组织

Learn how to organize related data using structs, struct pointers, and memory layout of structs. 学习如何使用结构体组织相关数据，结构体指针，以及结构体在内存中的布局。

Beginner 初级

Dynamic Memory Allocation 动态内存分配

Master malloc and free functions, understand heap memory management, and dynamic array creation/deallocation. 掌握malloc、free函数，理解堆内存管理，动态数组创建与释放。

Intermediate 中级

Arrays & Multi-dimensional Arrays 数组与多维数组

Memory layout of 1D and 2D arrays, array-pointer relationships, temperature average calculations. 一维数组、二维数组的内存布局，数组与指针的关系，温度平均值计算。

Beginner 初级

String Processing 字符串处理

String operations, file extension processing, string combination, understanding the importance of string terminators. 字符串操作、文件后缀处理、字符串组合，理解字符串终止符的重要性。

Intermediate 中级

Recursion & Function Calls 递归与函数调用

Recursive function principles, stack frame management, basic cases and termination conditions, countdown launch program. 递归函数原理、栈帧管理、基础案例与终止条件，倒计时发射程序。

Advanced 高级

COMP1521 Comprehensive Quiz COMP1521 综合测验

50 carefully designed questions covering all core concepts. Test your understanding of pointers, structs, dynamic memory, strings, recursion and arrays. 50道精心设计的题目，涵盖所有核心概念。测试您对指针、结构体、动态内存、字符串、递归和数组的掌握程度。

📊 35 Basic35基础题 🎯 10 Intermediate10中等题 🔥 5 Advanced5高级题

🚀 Start Quiz开始测验

🖥️ MIPS Assembly - Week 1 Essentials 🖥️ MIPS 汇编 - 第一周必备

Basic Program Structure:程序基本结构：
.data # 静态数据段（字符串/常量）\n hello: .asciiz "Hello, MIPS!"\n \n .text # 代码段\n .globl main # 程序入口\n main:\n # ... 指令 ...\n li $v0, 10 # 退出\n syscall
Key points: .data defines strings/static variables, .text contains executable instructions, .globl main + main: is the entry point.要点：.data 定义字符串/静态变量，.text 放可执行指令，.globl main + main: 为入口。
Common Registers:常用寄存器： $t0–$t9 temporary registers; $a0–$a3 for arguments; $v0 return value/syscall code.$t0–$t9 临时寄存器；$a0–$a3 传参；$v0 返回值/系统调用代码。
Core Instructions:核心指令： li (load immediate), la (load address), add/sub/mul/div (arithmetic), move (register copy).li（装立即数）、la（装地址）、add/sub/mul/div（算术）、move（寄存器拷贝）。
System Calls (syscall):系统调用（syscall）：
# 打印字符串\n li $v0, 4\n la $a0, hello\n syscall\n \n # 打印整数\n li $v0, 1\n move $a0, $t0 # 假设结果在 $t0\n syscall\n \n # 读入整数（结果到 $v0）\n li $v0, 5\n syscall\n move $t0, $v0\n \n # 退出\n li $v0, 10\n syscall
Common codes: 4 (print string), 1 (print integer), 5 (read integer), 10 (exit).常用代码：4（打印字符串）、1（打印整数）、5（读整数）、10（退出）。
Challenge Exercises:挑战练习：

bad_pun.s
Print fixed string (.data/.text + syscall 4/10)打印固定字符串（.data/.text + syscall 4/10）

gaussian_sum.s
Read n, calculate n(n+1)/2 and print (syscall 5/1)读入 n，计算 n(n+1)/2 并打印（syscall 5/1）

🎯 Recommended Learning Path🎯 推荐学习路径

1. Pointer Basics1. 指针基础

→

2. Structs2. 结构体

→

3. Dynamic Memory3. 动态内存

→

4. Comprehensive Practice4. 综合练习

📚 Learning Resources📚 学习资源

Lab Exercises:实验练习: RGB color conversion, dynamic arrays, movie review systemRGB颜色转换、动态数组、电影评论系统
Core Skills:核心技能: Pointer operations, memory management, data structure design指针操作、内存管理、数据结构设计
Practical Projects:实践项目: File processing, recursive algorithms, struct applications文件处理、递归算法、结构体应用
Debugging Tools:调试工具: gdb debugger, valgrind memory checkergdb调试器、valgrind内存检查