计算机原理与系统结构

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出版者:清华大学出版社
作者:侯炳辉等编
出品人:
页数:297
译者:
出版时间:2002-3
价格:23.0
装帧:平装
isbn号码:9787302050490
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机原理
  • 系统结构
  • 计算机组成原理
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  • 计算机基础
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具体描述

本书是信息管理与信息系统专业的技术基础教材,由三部分组成:(1)计算机系统概论;(2)计算机原理,包括数据及其表示、运算器及其运算方法、控制器及指令系统、主存储器及主存体系结构、输入输出系统等;(3)计算机系统结构,包括并和处理结构与多机结构、新一代机结构。

本书特点:(1)有别于计算机专业的教材,适用于管理类各专业;(2)有一定的深度和广度;(3)满足开发现代管理信息系统的要求;(4)具有与MIS专业相适应的先进性与系统性。

读者对象:信息管理与信息系统、管理工程、技术经济、系统工程、工业自动化以及其他非计算机专业的师生。也可供社会上开发应用计算机的工程师和工程技术人员参考。

《算法的艺术与实践》 这是一部深入探索算法世界,揭示其背后美学与工程性的著作。本书并非泛泛而谈,而是着力于将抽象的算法概念转化为可理解、可操作的工具,帮助读者构建严谨的逻辑思维,掌握解决复杂问题的核心能力。 核心内容与深度解析: 本书的结构精心设计,从基础到进阶,层层递进,确保读者能够系统地掌握算法的精髓。 第一部分:算法的基石——构建严谨的思维 问题分解与抽象化: 强调如何将庞大、复杂的问题拆解成一系列更小、更易管理的部分,并从中提炼出问题的本质。这里将深入探讨数学归纳法、递归思想在问题分解中的应用,以及如何运用抽象化手段忽略不必要的细节,聚焦核心要素。我们会通过对经典排序算法(如冒泡排序、插入排序)的详细分析,来展示如何从简单的比较和交换操作中提炼出通用的排序思想。 数据结构的语言: 详细讲解各种基本数据结构,包括数组、链表(单向、双向、循环)、栈、队列、哈希表、树(二叉树、平衡二叉树、B树)以及图。本书不仅仅是罗列这些结构,更侧重于分析它们的内在逻辑、操作效率以及在不同场景下的适用性。例如,在讲解链表时,会对比数组的随机访问优势和链表的动态插入删除灵活性;在介绍哈希表时,会深入剖析哈希函数的选择、冲突解决策略(链地址法、开放寻址法)及其对查找效率的影响。 时间与空间复杂度分析: 引入大O表示法,教授读者如何准确地评估算法的效率。这部分将通过实例,如线性查找与二分查找的对比,直观展示复杂度分析的重要性。我们将详细解析不同数据结构和算法操作的时间复杂度,让读者理解“效率”的量化衡量标准。 第二部分:经典的智慧——精雕细琢的算法 排序算法的演进: 从简单的O(n^2)算法(冒泡、选择、插入)出发,逐步过渡到更高效的O(n log n)算法,如归并排序、快速排序、堆排序。本书会深度剖析这些算法的工作原理、稳定性、原地性以及在不同数据集上的表现。对于快速排序,会详细讲解分区函数的实现,并探讨三路快排等优化变种。 搜索算法的精妙: 除了基础的线性搜索和二分搜索,还将深入探讨广度优先搜索(BFS)和深度优先搜索(DFS)在图和树遍历中的应用。通过迷宫求解、社交网络分析等实际案例,展示BFS和DFS在路径查找、连通性判断等方面的强大能力。 图论算法的魅力: 覆盖图的表示方法(邻接矩阵、邻接表),以及经典的图算法。例如,Dijkstra算法用于求解单源最短路径,Prim算法和Kruskal算法用于求解最小生成树。这些算法的讲解将结合实际应用,如网络路由、社交关系分析等,让读者体会算法解决现实问题的力量。 动态规划的递归思维: 深入讲解动态规划的核心思想——“最优子结构”和“重叠子问题”。通过斐波那契数列、背包问题、最长公共子序列等经典问题,引导读者如何将一个复杂问题分解为相互关联的子问题,并通过构建状态转移方程来求解。这部分将重点突出其“自底向上”或“自顶向下(带备忘录)”的解题思路。 第三部分:现代的挑战——面向未来的算法实践 贪心算法的局部最优: 解释贪心算法的基本策略,即在每一步选择当前看起来最优的决策,并证明在特定问题下,局部最优能够导向全局最优。通过活动选择问题、霍夫曼编码等例子,展示贪心算法的简洁高效。 分治策略的协同: 深入探讨分治法的原理,即“分解-解决-合并”。通过经典的例子如矩阵乘法(Strassen算法)、汉诺塔问题,阐述如何将一个问题分解成若干个相似的子问题,递归地解决它们,最后将子问题的解合并起来得到原问题的解。 概率与随机化算法: 介绍随机化算法的概念,如蒙特卡罗算法和拉斯维加斯算法,并探讨它们在解决某些难以精确求解问题时的优势。例如,通过蒙特卡罗方法估计圆周率,或使用随机化算法进行字符串匹配。 近似算法与启发式算法: 面对NP-hard问题,当精确求解的代价过高时,本书将介绍近似算法和启发式算法的概念,以及如何设计能够提供“接近最优”解的算法。例如,旅行商问题的近似算法。 本书特色: 理论与实践并重: 每一种算法的介绍都配有清晰的伪代码和详尽的文字解释,并附带精选的编程练习,让读者能够亲手实现并验证算法的有效性。 案例驱动: 采用大量贴近实际应用的案例,如社交网络分析、搜索引擎优化、数据压缩、物流路径规划等,帮助读者理解算法在不同领域的价值。 可视化讲解: 结合图示和动画(假定有),直观地展示算法的执行过程,化抽象为具象,使学习过程更加生动有趣。 循序渐进的难度: 从最基础的概念入手,逐步引导读者挑战更复杂的算法和问题,适合从入门到进阶的各类读者。 启发式思维训练: 鼓励读者独立思考,分析问题的本质,尝试设计和优化自己的算法,培养解决问题的创新能力。 《算法的艺术与实践》不仅仅是一本关于算法的书,更是一本关于如何思考、如何解决问题、如何在信息时代构建高效解决方案的书。它将赋予你驾驭复杂信息世界的力量,让你在编程的道路上走得更远、更稳健。

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目录信息

读后感

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用户评价

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这本书的包装非常简洁大气,封面上“计算机原理与系统结构”几个字,透着一股扎实和专业的气息。作为一名对计算机技术有着长久兴趣的普通用户,我一直觉得,了解事物运作的根基,才能更深入地体会其价值。当我阅读这本书时,最令我印象深刻的是作者对“CPU的流水线技术”的阐述。过去,我只知道CPU很快,但具体快在哪里,总是一知半解。这本书用了一个非常形象的比喻,将CPU的执行过程比作一个工厂的生产线,指令就像流水线上的产品,经过取指令、译码、执行、访存、写回等多个阶段,流水线技术就是通过让这些阶段同时处理不同的指令,从而提高整体的吞吐量。作者还详细解释了流水线冒险(Pipeline Hazards)的概念,比如结构冒险、数据冒险和控制冒险,以及相应的解决方案,如气泡插入、转发(Forwarding)和分支预测(Branch Prediction)。这些细节的处理,让我对CPU内部的精妙设计有了全新的认识,原来我们日常使用的电脑,其核心部件是如何通过如此精巧的设计来追求极致的性能。除此之外,书中对“存储器管理单元”(MMU)的介绍也让我大开眼界。MMU在虚拟内存的实现中扮演着至关重要的角色,它负责将虚拟地址转换为物理地址,并且提供了内存保护机制。作者通过图解和代码示例,详细说明了页表(Page Table)的工作方式,以及TLB(Translation Lookaside Buffer)如何加速地址翻译过程。这些内容虽然听起来颇具深度,但作者的讲解逻辑清晰,层层递进,让我这个非计算机专业背景的读者也能逐渐领会其中的精髓。这本书不仅让我满足了好奇心,更激发了我进一步学习计算机底层知识的热情。

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作为一名对技术细节充满好奇的普通爱好者,我一直渴望深入了解我每天使用的计算机是如何工作的,《计算机原理与系统结构》这本书以其扎实的理论基础和清晰的讲解风格,满足了我的这一需求。封面设计简洁而富有专业感,书中的章节划分也十分合理,读起来很有条理。其中,关于“计算机的指令周期”的讲解,给我留下了极为深刻的印象。作者非常细致地分解了CPU执行一条指令的各个阶段,从指令的获取、译码,到执行、访存,再到写回,每一个环节都用流程图和时序图进行清晰的说明。我尤其欣赏作者在解释“指令译码”时,如何将复杂的二进制机器码转化为CPU内部的控制信号,从而驱动CPU的各个功能部件协同工作。这让我明白了CPU是如何理解并执行我们编写的程序的。此外,书中关于“存储器和I/O设备接口”的介绍也让我大开眼界。我之前一直以为存储器就是简单地存放数据,但通过这本书,我了解到存储器有不同的类型,如SRAM和DRAM,以及它们在计算机系统中扮演的不同角色。更让我感到惊喜的是,书中对I/O设备接口的讲解,让我理解了总线(Bus)的工作原理、中断(Interrupt)机制以及DMA(Direct Memory Access)技术。DMA技术尤其令我惊叹,它允许I/O设备直接访问主存,而无需CPU的直接干预,这极大地提高了系统整体的效率。作者通过生动的案例,让我看到了这项技术如何让CPU从繁琐的数据传输中解放出来,专注于更重要的计算任务。这本书的内容严谨而不失趣味,帮助我构建了对计算机硬件的全面认知,也让我对未来学习相关知识充满了期待。

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随着科技的飞速发展,我越来越觉得了解计算机底层原理的重要性。《计算机原理与系统结构》这本书,以其全面而深入的讲解,成为了我深入探索计算机世界的一本绝佳读物。这本书的封面设计简洁大方,书页的质感也很好,拿在手中就给人一种专业而信赖的感觉。我最先着迷的是书中关于“指令集架构(ISA)”的介绍。作者详细剖析了ISA作为CPU和软件之间的桥梁,定义了CPU能够理解和执行的指令集合。他深入探讨了RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)的设计哲学,并对它们的优缺点进行了详细的比较分析。通过对不同指令格式、寻址方式的深入解读,我开始理解为何不同的处理器在性能、功耗和指令集的灵活性上存在差异。更令我惊喜的是,书中还对“存储器管理单元(MMU)”进行了详尽的阐述。MMU在虚拟内存的实现中扮演着核心角色,它负责将程序使用的虚拟地址转换为物理地址,并且提供了内存保护机制。作者通过清晰的图示和逻辑严密的讲解,详细展示了页表(Page Table)的工作原理,以及TLB(Translation Lookaside Buffer)如何加速地址翻译过程,从而极大地提高了内存访问的效率。这些内容让我对现代操作系统如何管理和利用内存有了全新的认识。这本书的内容严谨而不失生动,逻辑清晰,层次分明,为我构建了对计算机系统结构和原理的完整框架,也让我对未来的学习和实践充满了信心。

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拿到《计算机原理与系统结构》这本书,我立刻被其厚重的质感和封面上的专业图案所吸引。我一直对计算机这个“黑盒子”感到好奇,想知道那些让我们高效工作的软硬件背后,究竟有着怎样的原理支撑。这本书的讲解方式非常让我欣赏,它没有一开始就抛出大量晦涩的技术术语,而是循序渐进地引导读者进入计算机的世界。我印象最深刻的是关于“中央处理器(CPU)的构成”的章节,作者详细介绍了CPU内部包含的运算器、控制器、寄存器等核心部件,并用生动形象的比喻,将它们比作一个公司的不同部门,各司其职,协同工作。特别是对“寄存器”的讲解,让我明白了CPU内部为何需要如此多的寄存器,它们是如何存储正在处理的数据和指令地址的。另外,书中关于“指令集架构(ISA)”的介绍也极具启发性。作者解释了ISA作为CPU和软件之间的接口,定义了CPU能够识别和执行的指令集合。他深入剖析了RISC(精简指令集计算机)和CISC(复杂指令集计算机)的设计理念,以及它们各自的优缺点。通过对不同指令格式、寻址方式的详细讲解,我开始理解为什么不同的处理器在性能和功耗上会有差异。让我倍感惊喜的是,书中还涉及到了“内存管理”的奥秘,比如虚拟内存的概念,它如何通过地址映射来扩展内存,并保护程序之间的独立性。作者通过图示和例子,清晰地展示了页表和TLB的工作流程,让我对内存的利用效率有了更深的认识。这本书的价值在于,它不仅提供了知识,更培养了我的探究精神,让我对计算机的理解上升到了一个新的层次。

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这本书的封面设计就吸引了我,一种深邃的蓝色背景,上面点缀着抽象的电路图纹样,仿佛在诉说着它内在的神秘与智慧。我一直对计算机的底层运作原理抱有浓厚的好奇心,想知道那些我们每天使用的设备,究竟是如何将看似复杂的任务分解、处理并最终呈现出我们所看到的各种精彩应用。这本书的名字——《计算机原理与系统结构》,恰好满足了我这份求知欲。拿到它的时候,我迫不及待地翻开,第一眼就被作者严谨的逻辑和清晰的讲解所吸引。例如,在解释二进制和逻辑门的部分,作者并没有简单地罗列定义,而是通过生动形象的比喻,将这些抽象的概念具象化,让我这个初学者也能轻松理解。我尤其欣赏书中对“指令集架构”(ISA)的介绍,它就像计算机语言的“宪法”,规定了CPU能够理解和执行的指令。作者详细讲解了不同ISA的演进,从最初的简单指令到现代复杂指令,以及RISC和CISC的优劣势,这让我对不同处理器之间的差异有了更深刻的认识。更让我惊喜的是,书中还涉及了一些关于存储器层次结构的内容,比如缓存的工作原理,以及它如何影响程序的执行效率。这些知识点虽然听起来有些技术性,但作者通过图示和案例分析,将其讲解得浅显易懂,让我这个对计算机硬件了解不多的读者也能窥见其精妙之处。总而言之,这本书就像一本通往计算机核心世界的地图,为我指明了方向,让我不再对那些复杂的术语感到畏惧,而是充满了探索的勇气和乐趣。

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我是一名正在学习相关专业的学生,一直在寻找一本能够系统梳理计算机知识体系的入门书籍。《计算机原理与系统结构》这本书,从书名上看就非常契合我的需求。拿到书后,我立刻被其内容吸引。其中,关于“计算机的指令周期”的讲解,让我对CPU如何执行一条指令有了完整的概念。作者详细分解了指令周期的各个阶段,如取指、译码、执行、访存、写回,并结合了时序图,直观地展示了每个阶段的时钟信号和数据流动。我特别喜欢作者在讲解“指令译码”时,将复杂的机器码转化为CPU能够理解的控制信号的过程,通过解释操作码(Opcode)和功能码(Function Code)的作用,让我明白了CPU内部的控制单元是如何工作的。此外,书中对于“存储器和I/O设备接口”的介绍,也给我留下了深刻的印象。作者讲解了各种类型的存储器,如SRAM、DRAM,以及它们在计算机系统中的不同作用。关于I/O设备接口,我之前一直觉得它只是一个连接线,但通过这本书,我了解到它涉及到总线(Bus)的工作原理、中断(Interrupt)机制以及DMA(Direct Memory Access)技术。DMA技术尤其让我感到惊叹,它允许I/O设备直接访问主存,而无需CPU的干预,大大提高了系统的效率。作者通过具体的例子,比如硬盘读写数据时的DMA过程,让我清晰地看到了这项技术如何解放CPU,让它能专注于更复杂的计算任务。这本书的讲解风格严谨而不失生动,对概念的阐释也十分到位,为我打下了坚实的计算机基础。

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一直以来,我对计算机的内部运作都有一种“只知其然而不知其所以然”的困惑,而《计算机原理与系统结构》这本书,就像一把钥匙,为我打开了通往这扇大门。封面设计简洁却不失专业感,文字的排版也十分清晰,让人阅读起来感觉很舒服。这本书最让我着迷的是它对于“时序逻辑电路”的讲解。在理解CPU的各种操作时,时序逻辑电路是基础中的基础。作者从最简单的触发器(Flip-Flop)讲起,逐步深入到寄存器(Register)、计数器(Counter)等更复杂的时序电路,并详细解释了它们是如何通过时钟信号来同步工作的。我尤其喜欢作者在解释“流水线技术”时所使用的比喻,将CPU执行指令的过程比作一条高效的装配流水线,每个工位负责指令处理的不同阶段,通过并行处理来提升整体效率。书中对流水线冲突(Pipeline Hazards)的详细分析,以及介绍的解决策略,比如数据转发(Data Forwarding)和分支预测(Branch Prediction),都让我对CPU的精巧设计赞叹不已。此外,书中关于“存储器层次结构”的描述也极具价值。作者详细解释了CPU缓存(Cache Memory)的工作原理,如缓存的结构、映射方式(直接映射、全关联映射、组相联映射)以及替换算法(LRU等),让我明白了为什么现代计算机的内存访问速度能如此之快。作者通过图解和对比,清晰地展示了不同层次存储器之间的速度和容量差异,以及它们如何协同工作来满足CPU对数据的需求。这本书的讲解深入浅出,逻辑严密,让我对计算机底层的工作原理有了更系统、更深刻的理解,也更加享受使用计算机的过程。

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我一直对计算机的“大脑”——CPU的内部工作机制充满好奇,而《计算机原理与系统结构》这本书,则为我揭开了这层面纱。这本书的封面设计,简约中透着一股科技的严谨,文字的排版和字体选择都十分考究,让人阅读起来倍感舒适。我最先被吸引的是关于“CPU的流水线技术”的详细讲解。作者用非常形象的比喻,将CPU的执行过程比作一条生产流水线,指令如同流水线上的产品,通过“取指、译码、执行、访存、写回”等多个工序,在不同的时钟周期内被并行处理。这种解释方式让我这个非专业人士也能轻松理解其核心思想,即通过将指令的执行过程分解并重叠,来大幅提升CPU的吞吐量。书中对流水线冲突(Pipeline Hazards)的详细分析,以及介绍的解决策略,如转发(Forwarding)和分支预测(Branch Prediction),都让我对CPU设计的精妙之处赞叹不已。另外,书中关于“存储器层次结构”的阐述也让我受益匪浅。作者不仅解释了CPU缓存(Cache Memory)的工作原理,还深入探讨了缓存的容量、速度、映射方式以及替换算法。通过对比不同存储介质的性能特点,我终于明白了为什么计算机系统需要设计出这样多层级的存储结构,以及它们是如何协同工作来最大化数据访问效率的。这些知识点让我对计算机的性能优化有了更深的理解,也让我意识到,看似简单的指令执行背后,隐藏着如此复杂而精巧的设计。这本书的价值在于,它不仅传授了知识,更点燃了我对计算机底层原理的探索热情。

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我一直对计算机的内部构造充满了好奇,总觉得那些我们习以为常的电脑操作背后,一定隐藏着许多令人惊叹的工程智慧。《计算机原理与系统结构》这本书,就犹如一位经验丰富的向导,带领我一步步揭开计算机的神秘面纱。我非常欣赏书中对“数据表示与逻辑运算”部分的讲解。作者从最基础的二进制数开始,循序渐进地介绍了原码、补码、反码等不同的数值表示方法,并详细解释了计算机是如何通过逻辑门电路(AND、OR、NOT、XOR)来实现加法、减法等运算的。这种从根本原理出发的讲解方式,让我对计算机的计算能力有了更直观的理解。更让我印象深刻的是,书中关于“CPU的指令集架构(ISA)”的详细介绍。作者不仅阐述了ISA的重要性,还深入剖析了RISC和CISC两种指令集的设计理念,以及它们在指令格式、寻址方式、寄存器组织等方面的差异。通过对具体指令执行过程的分析,我开始理解不同处理器在性能和功耗上的取舍,以及它们各自的优势所在。让我感到惊喜的是,书中还涉及到了“存储器管理”的奥秘。虚拟内存的概念,以及地址翻译过程中的页表和TLB的作用,都通过作者精巧的比喻和图示,变得异常清晰易懂。我明白了计算机是如何通过虚拟内存来扩展可用内存,并且保护不同程序之间的独立性。这本书的讲解深入浅出,逻辑严密,不仅满足了我对计算机原理的好奇心,更激发了我对计算机系统结构更深层次的探索欲望。

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我是一名对计算机科学充满热情的学习者,一直在寻找一本能够深入浅出地讲解计算机硬件核心知识的书籍,《计算机原理与系统结构》这本书无疑成为了我的首选。它的封面设计充满了科技感,书中的内容编排也井井有条,让人一眼就能感受到其内容的专业性。在阅读过程中,我对于“数据表示与逻辑运算”的部分尤为着迷。作者从最基础的二进制数系统开始,详细讲解了不同数字表示方法,如原码、补码、反码,以及它们在计算机中如何进行运算。特别是对逻辑运算(AND、OR、NOT、XOR)的讲解,作者用通俗易懂的例子,将这些抽象的概念具象化,让我理解了计算机是如何进行判断和决策的。更令我印象深刻的是,书中关于“CPU的指令集架构(ISA)”的深入探讨。作者详细介绍了不同ISA的设计理念,包括指令格式、寻址方式、寄存器组织等,并对RISC和CISC两大类指令集进行了深入的比较分析。他解释了为什么RISC指令集通常更简单、更高效,而CISC指令集则功能更强大。通过对不同指令执行过程的分析,我开始理解不同处理器在性能、功耗和指令兼容性方面的差异。此外,书中对“存储器管理单元(MMU)”的讲解也让我大开眼界。MMU在虚拟内存的实现中起着至关重要的作用,它负责将虚拟地址转换为物理地址,并提供内存保护机制。作者通过清晰的图示和案例,详细阐述了页表(Page Table)的结构和查找过程,以及TLB(Translation Lookaside Buffer)如何加速地址翻译,从而提高了内存访问的效率。这本书不仅让我系统地学习了计算机的原理,更激发了我对计算机底层运作机制的浓厚兴趣。

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