Computer Systems from the Ground Up¶

课程简介¶

• 机构： Stanford University
• 课程编号： CS 107E
• 方向： 嵌入式系统
• 评级： S
• 角色： 主线
• 难度： 提供方未标准化（请按先修判断）
• 最近复核： 2026-07-28

Stanford University 的《Computer Systems from the Ground Up》用 2026 年 RISC-V 材料、视频、实验与代码连接底层计算机系统和嵌入式实践；Mango Pi 套件的地区供应是主要限制。

为什么选择这门课

主线课程，资源完整、教学设计清晰，适合作为该方向的优先选择。

学习前准备

• 建议先完成方向基础：数字逻辑与计算结构
• 建议先完成方向基础：编程与工程计算
• 建议先完成方向基础：电子实验与测量

可验证的学习成果

• 解释嵌入式系统中的核心模型，并说明主要假设与适用边界
• 独立完成代表性推导与题目，并用量纲、极限情形或数值结果交叉检查
• 完成可复现实验或实现，保留原始数据、参数、版本和验证记录

工时与节奏

13 周，每周 11 小时。 这是维护者规划估计，依据课程角色与公开练习、实验密度生成，不是提供方工时承诺。先试学两周，分别记录授课、练习、实验和复盘时间；若实际偏差超过 25%，据实调整剩余计划。

安全等级

低能量实验。 仅开展隔离、限流、低能量实验；通电前检查额定值、接地、短路风险和紧急断电方式。

课程资源¶

软件、硬件与成本

软件

• 维护者建议的开源/免费验证路径：GCC 或 LLVM、CMake、GDB、OpenOCD，以及 Renode 或 QEMU
• 资源清单包含公开代码覆盖；复现时固定解释器、依赖、工具链、数据集和 PDK（如适用）版本

硬件

• 资源清单包含实验覆盖；优先借用或共享课程明确支持的微控制器开发板、USB 调试器、限流低压电源与逻辑分析仪。仅在提供方实验手册明确要求后核对规格、许可与安全条件

成本说明

建议软件栈可开源或免费使用；这不是提供方要求或物料清单。开发板、元件、打样和仪器的实际清单与费用以提供方实验手册、地区和当地可得性为准，采购前优先借用、共享或仿真。

公开资源完整度

资源与访问条件

“官方页已列出”表示核验日从成功访问的官方来源页发现该链接，不保证目标文件在所有地区或账号状态下都能直接打开。访问不代表获得再分发权；下载、改编或公开发布前，应重新核对提供方页面、目标链接及其中第三方材料的许可。

实践与验收¶

实践闭环

《Computer Systems from the Ground Up · Stanford University CS 107E》确定性采样与故障恢复节点

这是维护者为《Computer Systems from the Ground Up · Stanford University CS 107E》建议的自学项目，不是课程官方作业。为嵌入式系统实现一个低压传感节点或其仿真，含定时采样、缓冲、校验通信、看门狗和掉电恢复。

来源： 维护者建议项目

交付物

• 任务/中断架构、时序预算、缓冲策略、通信帧和故障状态说明
• 固件、主机解码器、硬件抽象/模拟器与自动测试源文件
• 至少一小时运行的时间戳、丢包、延迟、复位与功耗估计原始日志
• 一份报告，量化时序裕量并复盘缓冲溢出或通信损坏

验收

• 一小时标称运行中采样周期 99.9 百分位误差低于周期的 5%，且无静默丢包
• 覆盖计时器回绕、缓冲满、断线、校验失败和重复复位
• 用主机参考时间戳和独立帧解析器交叉核对计数与延迟
• 注入丢包和模拟掉电，证明系统在 5 秒内恢复且保留可诊断记录

复现要求

• 提交固件、主机工具、模拟器、测试、接线图和 README
• 固定编译器/SDK/板卡版本、构建标志、时钟配置和测试种子
• 保存原始串口/网络日志、固件哈希和自动生成报告

安全边界： 低能量实验 — 实体节点仅限隔离、限流且不高于 5 V；核对引脚和额定值，断电接线，不连接市电、人体、加热器、电机或电池组。

风险、缺口与边界

2026 年春季的 RISC-V 课程使用 Mango Pi 开发板与套件，其地区供应情况不一。

完成证据

• 按周学习日志：投入时间、问题、错误订正、决策、下一步，并链接本周可复现产物
• 设计审查包：需求与约束、方案权衡、可编辑源文件、适用的 ERC/DRC/时序/稳定性检查、导出物与复现实验
• 代码仓库：固定依赖和工具链、最小运行命令、测试或波形/基准、预期输出与许可说明
• 实验包：原理图/装置设置、校准记录、原始数据、不确定度、安全检查、失败记录与从原始数据重建图表的步骤