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介绍：Hello,Wor1d Below1

第1章　布尔逻辑7

1.1 背景知识8

1.1.1 布尔代数8

1.1.2 门逻辑11

1.1.3 实际硬件结构13

1.1.4　硬件描述语言（HDL）14

前言15

1.1.5　硬件仿真17

1.2　规范详述17

1.2.1　Nand门19

1.2.2　基本逻辑门19

1.2.3 多位基本门21

1.2.4　多通道逻辑门23

1.3　实现25

1.4　观点26

1.5 项目27

第2章 布尔运算29

2.1 背景知识30

2.2　规范详述32

2.2.1 加法器32

2.2.2　算术逻辑单元（ALU）35

2.3　实现38

2.4　观点39

2.5　项目40

第3章 时序逻辑41

3.1 背景知识42

3.2.1　D触发器47

3.2　规范详述47

3.2.2　寄存器48

3.2.3　存储49

3.2.4　计数器50

3.3 实现50

3.4　观点52

3.5　项目54

第4章　机器语言57

4.1 背景知识58

4.1.1　机器58

4.1.2　语言59

4.1.3　命令60

4.2　Hack机器语言规范详述62

4.2.1　概述62

4.2.2　A－指令64

4.2.3　C－指令66

4.2.4　符号69

4.2.5　输入／输出处理70

4.2.6　语法规约和文件格式71

4.3　观点72

4.4 项目73

第5章　计算机体系结构79

5.1 背景知识80

5.1.1　存储程序概念80

5.1.2　冯·诺依曼结构80

5.1.3 内存81

5.1.4　中央处理器82

5.1.5　寄存器83

5.1.6　输入和输出84

5.2.1　概述85

5.2　Hack硬件平台规范详述85

5.2.2 中央处理器（CPU）87

5.2.3　指令内存87

5.2.4　数据内存87

5.2.5　计算机91

5.3　实现91

5.3.1 中央处理器93

5.3.2 内存96

5.3.3　计算机96

5.4　观点96

5.5　项目99

第6章　汇编编译器103

6.1 背景知识104

6.2.1　语法规约和文件格式107

6.2　Hack汇编到二进制的翻译规范详述107

6.2.2　指令108

6.2.3　符号110

6.2.4　范例111

6.3 实现112

6.3.1　Parser模块112

6.3.2　Code模块114

6.3.3 无符号程序的汇编编译器114

6.3.4　SymbolTable模块115

6.3.5　有符号程序的汇编编译器115

6.4　观点117

6.5　项目117

第7章　虚拟机Ⅰ：堆栈运算121

7.1 背景知识122

7.1.1　虚拟机范型122

7.1.2　堆栈机模型124

7.2.1　概论127

7.2　VM规范详述，第Ⅰ部分127

7.2.2　算术命令和逻辑命令130

7.2.3　内存访问命令130

7.2.4　程序流程控制命令和函数调用命令133

7.2.5　Jack-VM-Hack平台中的程序元素133

7.2.6　VM编程实例135

7.3　实现139

7.3.1　Hack平台上的标准VM映射，第Ⅰ部分139

7.3.2　关于VM设计实现的建议143

7.3.3　程序结构144

7.4　观点146

7.5 项目147

8.1 背景知识153

第8章　虚拟机Ⅱ：程序控制153

8.1.1　程序控制流155

8.1.2　子程序调用155

8.2　VM规范详述，第Ⅱ部分159

8.2.1　程序控制流命令159

8.2.2　函数调用命令159

8.2.3　函数调用协议160

8.2.4　初始化161

8.3 实现161

8.3.1　Hack平台上的标准VM映射，第Ⅱ部分161

8.3.2　范例165

8.3.3　VM实现的设计建议168

8.4　观点169

8.5　项目170

第9章　高级语言173

9.1 背景知识174

9.1.1 范例1：Hello World174

9.1.2　范例2：过程化编程和数组处理175

9.1.3　范例3：抽象数据类型175

9.1.4　范例4：链表实现179

9.2　Jack语言规范详述181

9.2.1　语法要素181

9.2.2　程序结构181

9.2.3　变量183

9.2.4　语句187

9.2.5　表达式187

9.2.6　子程序调用188

9.2.7　Jack标准库190

9.3　编写Jack应用程序193

9.4　观点195

9.5　项目196

第10章　编译器Ⅰ：语法分析199

10.1　背景知识200

10.1.1　词法分析202

10.1.2　语法203

10.1.3　语法分析（Parsing）203

10.2　规范详述207

10.2.1　Jack语言语法207

10.2.2　Jack语言的语法分析器207

10.2.3　语法分析器的输入210

10.2.4　语法分析器的输出210

10.3　实现213

10.3.1　JackAnalyzer模块213

10.3.2　JackTokenizer模块214

10.3.3　CompilationEngine模块215

10.4　观点217

10.5　项目218

第11章　编译器Ⅱ：代码生成223

11.1　背景知识224

11.1.1　数据翻译224

11.1.2　命令翻译231

11.2　规范详述232

11.2.1　虚拟机平台之上的标准映射233

11.2.2　编译过程举例235

11.3 实现237

11.3.1　JackCompiler模块238

11.3.2　JackTokenizer模块238

11.3.3 SymbolTabel模块238

11.3.4　VMWriter模块240

11.3.5　CompilationEngine模块241

11.4　观点241

11.5 项目242

第12章　操作系统247

12.1 背景知识248

12.1.1　数学操作248

12.1.2　数字的字符串表示252

12.1.3 内存管理252

12.1.4　变长数组和字符串256

12.1.5　输入／输出管理256

12.2　Jack OS规范详述263

12.2.1　Math264

12.2.2 String264

12.2.5 Screen265

12.2.3　Array265

12.2.4　Output265

12.2.6 Keyboard266

12.2.7 Memory266

12.2.8 Sys267

12.3 实现267

12.3.1 Math268

12.3.2　String268

12.3.3　Array269

12.3.4　Output269

12.3.5　Screen269

12.3.6　Keyboard270

12.3.7　Memory270

12.3.8　Sys271

12.4　观点272

12.5 项目273

第13章　后记：发掘更多乐趣277

13.1　硬件的实现278

13.2　硬件的改进278

13.3　高级语言279

13.4　优化279

13.5　通信279

附录A：硬件描述语言（HDL）281

A.1 范例281

A.2　约定282

A.3　将芯片加载到硬件仿真器283

A.4　芯片描述头（接口）284

A.5　芯片描述体（实现）284

A.5.1　单元284

A.5.2　管脚和连接285

A.5.3　总线286

A.6　内置芯片287

A.7　时序芯片289

A.7.1 时钟289

A.7.2　时钟芯片和管脚290

A.7.3　反馈环291

A.8　芯片操作的可视化292

A.9 已经提供的内置芯片与新的内置芯片293

附录B：测试脚本语言297

B.1　文件的格式和用法298

B.2　在硬件仿真器中测试芯片299

B.2.1 范例299

B.2.2　数据类型和变量299

B.2.3　脚本命令301

B.2.4 内置芯片的方法和变量304

B.2.5　范例305

B.2.6　默认脚本306

B.3 在CPU仿真器中测试机器语言程序306

B.3.1 范例308

B.3.2 变量309

B.3.3　命令309

B.3.4 默认脚本309

B.4　在VM仿真器中测试VM程序310

B.4.1 范例311

B.4.2 变量311

B.4.3　命令313

B.4.4　默认脚本313

索引315