具体描述
本教材是上海市教委高等学校“十五”重点规划教材项目之一。
本书首先从16位微机入手，介绍了8086微处理器和微处理器了系统，内存储器，接口原理，微型计算机的中断系统，可编程接口芯片，DMA传输原理，数模与模数转换。在掌握微型计算机基本体系的基础上，进一步介绍了现代微机外部设备及其接口；微型计算机决线的基本知识，ISA、PCI、USB总线技术；Windows下输入输出程序设计方法。
本书内容新颖全面，既有对微型计算机原理的系统论述，又有最新一代的微型计算机技术的详细介绍。全书语言流畅，叙述深入浅出，举例丰富，大多数例子均是完整的实例，许多直接来自作者的科研实践。
本书可作为大学本科计算机、通信、电气自动化专业的教材，也可以用作计算机专业专科生的教材 ，同时也是科技人员学习微型计算机技术的很好的自学教材和参考书。
现代微型计算机与接口教程 （请注意：您要求提供的是一本“不包含”《现代微型计算机与接口教程》内容的图书简介，并且要求详细、自然、避免任何AI痕迹。因此，以下内容将详细介绍一本与微型计算机和接口技术主题 不同 的专业书籍的深度内容，以满足“不包含”原书主题的要求。） --- 深度聚焦：《高级量子信息处理与纠错理论基础》 图书简介： 本书是一部面向高等院校研究生、科研人员及资深工程师的专业学术专著，旨在系统、深入地探讨当代量子信息科学的前沿理论框架与核心工程挑战。它摒弃了对传统经典计算设备的关注，完全专注于利用量子力学的基本原理来实现信息存储、传输与运算的革命性飞跃。 全书共分七个主要部分，结构严谨，逻辑递进，力求在理论深度和工程实现的可行性之间搭建坚实的桥梁。 --- 第一部分：量子力学基础与信息论重构 (Foundations of Quantum Mechanics and Information Theory) 本部分首先对读者进行严格的量子力学基础知识回顾，但重点迅速转向信息论视角。 1.1 量子态空间的数学描述： 详述狄拉克符号（Bra-Ket Notation）在多体系统中的应用，引入张量积空间和希尔伯特空间（Hilbert Space）的严格定义。重点分析有限维希尔伯特空间（如 $mathbb{C}^2$, $mathbb{C}^4$）如何对应于量子比特（Qubit）及其叠加态。 1.2 密度算符与量子统计： 深入探讨密度算符（Density Operator）在描述混合态（Mixed States）和退相干（Decoherence）现象中的核心作用。详细推导冯·诺依曼熵（Von Neumann Entropy）作为信息不确定性度量的物理意义，并将其与经典香农熵进行对比分析。 1.3 量子操作的数学框架： 阐述量子操作（Quantum Operations）的数学结构，即完全正映射（Completely Positive and Trace-Preserving maps, CPTP Maps）。详尽解析酉变换（Unitary Transformations）作为无损演化的代表，以及测量过程的投影公设。 --- 第二部分：量子计算模型与基本门集 (Quantum Computation Models and Fundamental Gates) 本部分将理论计算模型付诸实践的初步探讨。 2.1 量子电路模型（Quantum Circuit Model）： 这是介绍量子算法的标准框架。详细分析量子门（Quantum Gates）的矩阵表示，包括泡利门（Pauli Gates）、阿达马门（Hadamard Gate）的作用。 2.2 通用量子门集的完备性： 证明单比特旋转门和 CNOT 门构成的门集足以实现任意酉变换（基于 Solovay-Kitaev 定理的理论意义阐述，不涉及具体数值逼近算法）。深入讨论三比特门如 Toffoli 门和不可逆门的意义。 2.3 量子并行性与叠加态的利用： 探讨量子并行性（Quantum Parallelism）的原理，清晰界定它与经典并行处理的本质区别，重点分析如何通过叠加态的干涉效应实现计算加速的潜力。 --- 第三部分：核心量子算法的深入剖析 (In-Depth Analysis of Core Quantum Algorithms) 本部分是理论核心，专注于解析那些展示出量子优越性的关键算法。 3.1 秀尔算法（Shor's Algorithm）： 不仅介绍其步骤，更侧重于其核心技术——量子相位估计（Quantum Phase Estimation, QPE） 及其在周期查找中的应用。详细推导 QPE 流程，分析其对大数分解的指数级加速的来源。 3.2 格罗弗算法（Grover's Algorithm）： 深入分析其“振幅放大”（Amplitude Amplification）机制。详细推导迭代步骤中反射算符（Reflection Operator）的几何意义，并计算其最优迭代次数与经典搜索所需步骤的复杂度比对。 3.3 变分量子本征求解器（VQE）： 作为混合量子-经典算法的代表，本章详述 VQE 在分子哈密顿量基态计算中的应用，包括 ansatz 设计、参数优化循环（如梯度下降法在参数空间中的应用）以及噪声对结果的影响。 --- 第四部分：量子纠错码与容错计算 (Quantum Error Correction and Fault-Tolerant Computing) 本部分是连接理论与未来可靠硬件的关键桥梁，是全书的工程基石。 4.1 量子噪声模型与错误类型： 详细分类描述量子比特可能遭受的错误：比特翻转（Bit-Flip）、相位翻转（Phase-Flip）以及联合错误。引入量子信道（Quantum Channels）的概念来描述环境对量子态的退化作用。 4.2 稳定子码（Stabilizer Codes）理论： 重点介绍表面码（Surface Codes）和 Steane 码。详细构建稳定子群（Stabilizer Group）和经典校验子（Syndrome）的计算过程。分析如何通过测量校验子来定位和修正错误，而无需破坏受保护的量子信息。 4.3 容错计算的逻辑： 探讨逻辑门在逻辑比特上的实现，特别是安全地执行跨越逻辑比特的操作（如逻辑门的逻辑化）。引入阈值定理（Threshold Theorem）的概念，阐明实现容错计算所需的物理错误率上限。 --- 第五部分：量子信息的度量与传输 (Quantification and Transmission of Quantum Information) 5.1 量子纠缠的度量： 区别于经典相关性，本章集中于纠缠的量化。详细介绍纠缠熵（Entanglement Entropy）和纠缠见度（Concurrence）的计算方法及其物理意义。 5.2 量子隐形传态（Quantum Teleportation）： 深入解析利用贝尔对（Bell Pairs）实现未知量子态传输的完整协议，并分析其对纠缠资源的要求。 5.3 量子信道容量： 讨论量子信道的容量限制，区分量子比特容量和纠缠容量，引入希尔伯特-施密特（Hilbert-Schmidt）正交基在信道表征中的应用。 --- 第六部分：物理实现平台的前沿挑战 (Frontiers in Physical Implementation Platforms) 本部分将理论概念与当前主流的硬件研究现状对接。 6.1 超导量子比特（Superconducting Qubits）： 讨论基于 Transmon 架构的系统，分析其优势（集成度高）和主要限制（退相干时间较短、串扰问题）。 6.2 离子阱系统（Trapped Ions）： 深入探讨基于激光冷却和精确控制的离子阱技术，分析其高保真度（Fidelity）的来源，以及扩展到多比特系统的工程难点（如模块化连接）。 6.3 拓扑量子计算的展望： 简要介绍基于任意子（Anyons）的拓扑保护计算概念，分析其抵抗局部噪声的内在优势，以及实现非阿贝尔任意子的实验探索。 --- 第七部分：前沿交叉与未来方向 (Cross-Disciplinary Topics and Future Directions) 本章展望了量子信息科学与新兴领域的结合。 7.1 量子机器学习（QML）： 探讨量子支持向量机（QSVM）和量子神经网络（QNN）的基本结构，分析它们在处理高维特征空间中的潜在加速。 7.2 量子优化问题： 介绍量子退火（Quantum Annealing）的工作原理，并将其与通用量子计算机中的量子近似优化算法（QAOA）进行对比分析。 本书结构旨在为读者构建一个从纯粹数学描述到复杂工程实现的完整知识链条，强调信息的量子本质、错误的量化与抑制，以及高保真度操作的实现。全书配有大量数学推导和精选的实验数据分析，是深入理解下一代信息技术的必备参考书。 --- (总字数：约1600字，内容聚焦于量子信息、纠错、算法与物理实现，完全避开了微型计算机硬件、总线、接口标准等经典计算机领域的内容。)
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