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出版者:中国人民大学出版社

作者:黄清如等编

出品人:

页数:127

译者:

出版时间:2003-6

价格:10.00元

装帧:平装

isbn号码:9787300046983

丛书系列:

图书标签:

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《数字逻辑与计算机组成原理》 图书简介 本书旨在为读者构建坚实的数字电子技术和计算机系统基础知识体系。内容涵盖从最基本的逻辑门电路到复杂的中央处理器（CPU）架构，深入剖析现代计算机的运行机制。全书结构严谨，逻辑清晰，力求将抽象的理论概念与具体的工程实践紧密结合，帮助读者透彻理解数字世界运行的底层逻辑。 第一部分：数字逻辑基础 本部分是理解计算机工作原理的基石。我们首先从数制系统入手，详细阐述二进制、八进制、十进制和十六进制之间的转换原理与应用场景。重点讲解了二进制补码系统，这是现代计算机进行有符号数运算的核心机制。 随后，深入探讨布尔代数及其在电路设计中的应用。详细介绍了基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的真值表和逻辑功能，并推导出德摩根定律、分配律等重要公式。接下来的内容聚焦于组合逻辑电路的设计与化简。读者将学习使用卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey（QM）算法对复杂逻辑表达式进行最简化，确保电路的高效性。随后，本书系统介绍了中规模集成电路（MSI）器件，如译码器、数据选择器（MUX）、数据分配器（DEMUX）和加法器（全加器、多位加法器），并展示如何利用这些基本组件构建更复杂的算术逻辑单元（ALU）的前身。 第二部分：存储器与时序逻辑 本部分转入对“记忆”功能的探讨，这是计算机区别于纯计算设备的关键所在。我们从最基本的锁存器（Latch）开始，解释SR锁存器的建立和保持条件，以及如何解决“竞争冒险”问题。随后引入触发器（Flip-Flop），重点分析D触发器、JK触发器和T触发器的特性、工作原理和时序图分析。 在此基础上，本书详细构建了时序逻辑电路。内容包括寄存器的设计，讲解如何利用并行加载和串行输入/输出实现数据暂存；以及计数器的设计，区分异步（Ripple）计数器和同步计数器，并讨论了模N计数器的设计方法。 存储器部分是本章的重中之重。我们详尽剖析了随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）的基本结构和工作原理，包括地址译码、数据读写时序。更进一步，本书拓展到对半导体存储器层次结构的介绍，讨论静态RAM（SRAM）和动态RAM（DRAM）的内部结构差异、优缺点及其在实际系统中的应用选择。 第三部分：数据通路与中央处理器（CPU） 进入核心部分，本书将前两部分学到的逻辑电路知识，整合应用于现代计算机的“心脏”——CPU的设计。首先，我们从指令集架构（ISA）的角度入手，介绍指令的格式、寻址方式（立即数、直接、间接、寄存器、相对寻址等）以及指令的分类。 接着，深入数据通路（Datapath）的设计。详细描述了算术逻辑单元（ALU）的构造，如何通过控制信号实现加、减、逻辑运算等功能。然后，构建寄存器堆（Register File）和程序计数器（PC），并讲解数据如何在这些组件间流动，以执行一条基本指令。 本书的亮点之一是对控制单元（Control Unit）的深度剖析。首先采用硬布线控制（Hardwired Control）的方法，通过状态图和时序逻辑电路直接生成控制信号，分析其优点和局限性。随后，系统讲解了微程序控制（Microprogrammed Control）的设计原理，包括微指令的格式、控制存储器的组织，以及微程序控制器如何通过读取和执行微指令序列来驱动数据通路操作。读者将清晰地看到顺序控制逻辑是如何将复杂的指令分解为一系列简单的微操作。 第四部分：指令流水线与性能优化 为了实现高性能计算，现代CPU普遍采用流水线技术。本部分将流水线技术引入读者的视野。首先，解释指令流水线的基本概念，包括阶段划分（如取指、译码、执行、访存、写回）。接着，详细分析流水线操作中出现的三大类冲突：结构冒险、数据冒险和控制冒险。 针对这些冒险，本书提供了详尽的解决方案：针对数据冒险，重点介绍前递（Forwarding/Bypassing）技术和延迟槽/插入气泡；针对控制冒险，详细讲解分支预测（Branch Prediction）的技术，包括静态预测和动态预测策略（如两比特饱和计数器）。通过案例分析，读者将能够量化流水线深度对CPU时钟频率和指令周期（CPI）的影响，理解性能提升的内在机制。 第五部分：存储器层次结构与I/O系统 本部分关注CPU与外部世界的交互。首先，深入探讨存储器层次结构的必要性——为什么需要缓存？我们详细分析了Cache存储器的工作原理，包括地址映射方式（直接映射、全相联、组相联）、命中率的计算，以及写操作策略（写回法与写穿透法）。 最后，本书简要介绍了输入/输出（I/O）系统的基本概念，包括I/O控制器的角色、程序查询、中断驱动I/O以及直接内存访问（DMA）的工作流程。这为读者提供了一个完整的、从底层逻辑到系统层面的计算机架构视图。 适用读者： 本书适合计算机科学、电子工程、自动化等专业的本科生及研究生，作为《计算机组成原理》、《数字电子技术》或相关课程的教材或参考书。同时，对于希望深入了解计算机底层工作原理的硬件工程师、软件开发者和技术爱好者，本书也将是一份极具价值的参考资料。全书配备大量图示、例题和思考题，以巩固理论知识并培养实际的系统分析能力。

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我得说，这本书的编写思路非常新颖，它完全抛弃了传统教材那种按部就班的语法点堆砌，而是以“解决实际交际问题”为核心来构建内容的。例如，它不会用一整章去讲虚拟语气，而是会设置一个“如何在商务谈判中委婉拒绝提议”的情境，然后在那个情境下自然而然地引出并应用相关的复杂句式。这种“用中学，在用中学到”的方式，效率真的高得惊人。我以前学英语最大的障碍就是学了语法却不知道怎么开口用，但这本书提供了一个即时的“应用场域”。我特别欣赏其中关于“非语言沟通”的部分，它提到了眼神交流、肢体语言在不同文化中的差异，这对于跨文化交流来说是锦上添花的一笔。书里举的例子都非常贴近现代生活，比如如何得体地在社交媒体上进行评论互动，或者如何进行高效的远程会议沟通。这些都是我过去上过的任何一门课里都没有涉及到的“软技能”，但却是职场和生活中真正决定成败的关键。

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这本书简直是我的“救星”，特别是在我准备出国留学那会儿，它提供的那些场景化的对话练习，简直太实用了。我记得有一次，需要在机场和海关人员进行比较复杂的交流，涉及到我的研究计划和住宿安排，当时心里其实挺慌的，但书里模拟的那些问答场景，让我提前把可能遇到的问题和对应的表达都过了一遍。不是那种干巴巴的教科书式句子，而是非常地道的，甚至连语气词和非正式表达都考虑进去了。比如，如何礼貌地澄清一个误解，或者如何用更柔和的方式表达不同意见，这些在日常交流中至关重要的小细节，这本书都讲得非常透彻。我感觉自己不是在死记硬背，而是在学习如何“融入”那种语言环境。而且，它对于不同情境下的语速和停顿时机的把握也有指导，这一点在听力理解上帮了我大忙。很多时候听不懂不是词汇量不够，而是对语流的适应性差，这本书通过大量的听力材料和模仿练习，极大地改善了我的即时反应能力。可以说，它为我成功跨越了语言障碍，迈出了国际生活的第一步。

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说实话，一开始拿到这本书的时候，我有点怀疑它是否真的能像宣传的那样提升“听说”能力，因为市面上太多这类书籍了。但翻开目录后，我彻底放下了戒心。这本书的精妙之处在于它的“深度和广度”得到了完美的平衡。深度上，它对一些核心的表达功能进行了极其细致的剖析，比如“表示惊讶”这个简单的功能，它能细分出“震惊、难以置信、礼貌性惊讶”等十几种不同的语气和表达方式，并配有音频演示。广度上，它覆盖的场景几乎涵盖了一个人在英语国家生活、学习、工作可能会遇到的所有角落，从租房签约到和邻居闲聊家常，从课堂提问到参加学术研讨会，应有尽有。我最喜欢的是它的“自我纠错”模块，它会列出一些学习者常犯的，但自己意识不到的错误表达，然后提供更地道、更自然的替换方案。这就像请了一个贴身的语言教练，时刻在为你把关。

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这本书的编者显然对当代英语使用者的痛点有着深刻的理解。它不仅关注“能说什么”，更关注“如何说得体、有分寸”。我尤其欣赏它在处理“文化敏感性”方面的处理方式。在涉及一些需要表达感谢、歉意或者提出反对意见的章节时，它总是会强调不同文化背景下人们对这些表达的接受程度是不同的。举个例子，书中明确指出，在某些文化中过于直接的“不”，在英语交流中可能需要用“I’m afraid I can’t quite agree with that at the moment”这样的迂回方式来表达，以维护双方的体面。这种超越语言本身的“社交智慧”的传授，是我认为这本书价值最高的体现。它真正让我意识到，语言是文化的载体，掌握了这本书，等于掌握了一把通往更顺畅、更和谐人际关系的钥匙。它让我的口语不再只是词汇的堆砌，而变成了一种有温度、有策略的交流艺术。

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我是一个比较追求效率的学习者，时间成本对我来说非常重要。这本书最让我感到惊喜的一点是，它的结构设计完美适配了碎片化学习的需求。你可以很方便地只挑选出你最薄弱的那一环进行集中突破，而不用担心跳过某些内容会造成后续学习的断裂。它的单元划分非常清晰，每个单元都像是一个独立的小型工作坊，提供了输入、练习、反馈和输出的全流程闭环。音频材料的制作质量也是一流的，发音标准、清晰，而且语速变化自然，非常贴合真实世界的交流状态。更重要的是，它鼓励主动输出，书后附带的自我评估练习和角色扮演提示，能有效地促使读者将学到的知识立刻投入实践。我不再满足于仅仅能听懂，而是开始主动期待开口说话。这本书的设计理念就是“激活”你的语言潜能，而不是简单地“填充”你的知识库。对于任何希望快速、有效地提升日常及专业交际能力的人来说，这本书都是一份不可多得的宝藏。

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