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出版者:西安電子科技大學齣版

作者:劉守義

出品人:

頁數:302

译者:

出版時間:2002-8

價格:24.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787560611464

叢書系列:

圖書標籤:

• 單片機
• 嵌入式係統
• 應用開發
• 電子技術
• 微控製器
• C語言
• 硬件設計
• 實踐教程
• 電路原理
• 技術參考

好的，這裏為您構思一份針對另一本特定主題圖書的詳細簡介，該主題與“單片機應用技術”無關，內容將力求自然、深入。 --- 《量子信息學導論：從基礎理論到前沿應用》 作者： 艾倫·V. 錢德勒 齣版社： 黎明科學齣版社 ISBN： 978-7-5063-9876-X --- 內容概述 《量子信息學導論》是一部麵嚮高等院校物理、計算機科學、電子工程及相關專業高年級本科生和研究生的權威性教材。本書旨在係統、全麵地介紹量子信息科學這一新興交叉學科的核心概念、基本原理、關鍵技術及其在未來計算、通信和傳感領域中的顛覆性潛力。本書摒棄瞭過於繁復和晦澀的純數學推導，轉而采用一種以物理圖像為基礎，緊密結閤信息論框架的教學方法，確保讀者能夠深入理解量子世界如何被用來處理信息。 本書的結構清晰，邏輯遞進嚴密，從物理學的基礎概念齣發，逐步過渡到信息科學的抽象建模，最終匯聚於實際應用的可能性。全書共分十二個章節，並輔以大量的例題、思考題和前沿研究方嚮的簡要介紹。 第一部分：量子基礎與信息理論的融閤（第1-4章） 第1章：經典信息論的迴顧與展望 本章首先對香農信息論進行迴顧，建立經典信息處理的數學框架，包括熵、信道容量和編碼理論。隨後，引入“信息”在物理學中的本體論地位，為嚮量子信息領域的過渡奠定基礎。重點討論瞭經典比特的局限性以及對超越經典極限信息處理的需求。 第2章：量子力學的基本原理 本章是全書的基石。它詳細闡述瞭適用於量子信息學的物理基礎，包括態矢量、希爾伯特空間、算符（厄米算符、酉算符）的定義。重點講解瞭量子疊加原理、測量公設（波函數坍縮、概率解釋），以及量子態的演化（薛定諤方程與時間演化算符）。本章將引入狄拉剋符號（Bra-Ket Notation）作為核心數學語言，並提供充足的二維量子係統（如自鏇1/2粒子）的具體實例。 第3章：量子比特（Qubit）與量子態的描述 本章將經典比特（0或1）的概念推廣至量子比特。詳細介紹瞭布洛赫球模型，用幾何直觀來理解單量子比特的任意純態。隨後，深入探討混閤態（Density Matrix）的概念，解釋其在描述開放係統或不完全製備態時的必要性。本章還包括量子態的張量積錶示法，為多比特係統做準備。 第4章：量子操作與酉演化 量子計算的核心在於對量子態的精確操控。本章係統介紹瞭量子門（Quantum Gates）的概念，將其視為酉矩陣操作。詳細分析瞭基本單比特門（Pauli X, Y, Z, Hadamard門）和關鍵雙比特門（如CNOT, CZ, SWAP門）的功能和物理意義。本章尤其強調瞭通用量子門集的存在性，證明瞭僅需有限的幾類量子門即可實現任意酉變換。 第二部分：多體係統、糾纏與量子算法（第5-8章） 第5章：多量子比特係統與糾纏態 糾纏是量子信息區彆於經典信息的本質特徵。本章深入剖析瞭多量子比特係統的張量積結構，並定義瞭糾纏的概念。重點介紹瞭貝爾態（Bell States）——最大糾纏態，並學習如何使用“糾纏度”來量化一個量子態的糾纏程度（如馮·諾依曼熵）。本章討論瞭糾纏的非定域性（Non-locality）及其與經典關聯的區彆。 第6章：量子測量與量子隱形傳態 本章關注量子信息的輸入與輸齣過程。詳細討論瞭投影測量、弱測量和反嚮演化（Post-selection）。核心內容是量子隱形傳態（Quantum Teleportation）的完整協議，包括所需經典信道和共享糾纏資源。此外，還將介紹量子態的不可剋隆定理（No-Cloning Theorem），及其在量子安全通信中的重要性。 第7章：量子計算模型與可逆計算 本章將理論操作轉化為具體的計算模型。介紹圖靈機到量子圖靈機的概念推廣。重點討論基於電路模型的量子計算，包括量子綫路圖的繪製與分析。同時，探討瞭可逆計算的必要性，並介紹瞭Toffoli門等關鍵的可逆經典邏輯門如何嵌入到量子計算框架中。 第8章：核心量子算法導論 本章展示瞭量子計算的“威力”所在。首先，詳細解析瞭Deutsch-Jozsa算法，作為第一個展示量子優勢的算法。隨後，深入探討Grover搜索算法，分析其平方加速的來源及其在非結構化搜索問題中的應用。最後，對Shor分解算法的原理進行高層次的介紹，闡述其對現代公鑰密碼體係的潛在威脅。 第三部分：前沿應用與物理實現（第9-12章） 第9章：量子密碼學與量子密鑰分發（QKD） 本章專注於量子信息最成熟的應用——安全通信。詳細介紹基於量子力學的密碼學原理，重點剖析BB84協議的安全性基礎，解釋其如何利用量子力學原理（如測量對態的乾擾）來檢測竊聽行為。同時介紹E91協議和設備無關QKD（Device-Independent QKD）的概念。 第10章：量子模擬與物理係統建模 超越純粹的信息處理，本章探討如何利用可控的量子係統來模擬復雜的、難以用經典計算機處理的物理問題。介紹費曼（Feynman）關於用量子係統模擬另一個量子係統的構想。討論在凝聚態物理、高能物理以及材料科學中，量子模擬器（如超冷原子陣列）的應用潛力。 第11章：物理實現的技術挑戰 本章將理論與工程實際聯係起來。係統地迴顧瞭當前主流的量子計算平颱，包括超導電路、囚禁離子、光子係統、拓撲量子比特以及半導體量子點。對每種平颱的優勢（如相乾時間、可擴展性、門保真度）和麵臨的主要工程挑戰（如退相乾、操控精度）進行對比分析。 第12章：量子容錯與未來展望 量子計算機極其容易受到環境噪聲的乾擾，本章介紹剋服這些限製的方法。重點講解量子糾錯碼的基本思想，包括Shor碼和錶麵碼（Surface Codes）的結構和作用。最後，對量子計算的近期發展路綫圖、NISQ（Noisy Intermediate-Scale Quantum）時代的策略以及通用容錯量子計算的遠景進行展望。 本書特色 1. 物理直觀與數學嚴謹性的平衡： 避免陷入純數學的泥潭，通過大量的布洛赫球圖示和物理類比，幫助讀者建立清晰的量子圖像。 2. 覆蓋麵廣： 不僅限於量子計算，還涵蓋瞭量子通信和量子測量理論，為跨學科研究打下堅實基礎。 3. 強調“為什麼”： 對每一個關鍵概念（如糾纏、測量、不可剋隆性）的齣現，都追溯其在信息論層麵上的必要性。 4. 案例驅動： 章節中穿插瞭對著名實驗（如貝爾不等式檢驗）的分析，將理論與實驗發現緊密結閤。 適用讀者對象： 對物理學有紮實基礎，並希望探索下一代信息技術前沿的理工科學生和研究人員。閱讀本書，您將獲得進入量子信息科學核心領域的鑰匙。

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這本書的裝幀和排版給我留下瞭非常好的第一印象，這在技術書籍中是難得的。通常的技術手冊要麼內容過於密集，讓人望而卻步，要麼插圖粗糙，根本看不清細節。但《單片機應用技術》的字體選擇適中，關鍵代碼塊和電路圖使用瞭清晰的彩色高亮，這對於長時間閱讀來說非常友好。更重要的是，作者在組織章節邏輯上展現瞭極高的專業素養。它沒有按照芯片型號的枯燥順序來組織內容，而是以“應用場景”為導嚮。例如，專門開闢瞭一章來討論“低功耗設計與電源管理”，這一章的內容對於做電池供電設備的工程師來說簡直是如獲至寶，它係統地講解瞭各種休眠模式的應用和喚醒機製的優化，而不是將這些信息零散地分布在各個外設章節中。這種結構上的精妙處理，使得學習的路徑更加流暢和目標明確，讓人感覺這本書是真正為解決實際工程問題而生的。

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坦白說，我拿到這本書時，有點擔心它會是那種老生常談、內容陳舊的傳統教材。畢竟單片機技術更新迭代得很快，很多新的MCU架構和開發工具層齣不窮。但這本書的編排思路非常巧妙，它在夯實基礎的同時，也展現瞭對現代應用趨勢的把握。比如，它不僅詳細介紹瞭傳統的並行通信和串行通信（UART、SPI、I2C），還花瞭不少篇幅講解瞭如何將單片機與現代物聯網（IoT）的概念結閤起來，雖然沒有深入到復雜的網絡協議棧，但對於如何利用單片機采集數據並通過簡單的接口模塊上傳，提供瞭非常實用的入門指導。閱讀這本書的過程，就像是跟著一位經驗豐富的老工程師在做項目復盤。作者在講解復雜算法，比如PID控製時，會先用通俗易懂的語言解釋其物理意義，再過渡到代碼實現，這極大地降低瞭理解門檻。對於已經有一定基礎的讀者來說，這本書可以作為一本高效的“知識提煉器”，幫助梳理和鞏固那些在實際工作中容易遺忘的底層細節。

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這本《單片機應用技術》真是讓人耳目一新，它不僅僅是一本教材，更像是一本深入淺齣的實踐指南。我是一個剛接觸嵌入式開發不久的愛好者，之前看瞭一些理論性很強的書籍，感覺總是抓不住重點，很多概念停留在紙麵上。但是這本書完全不同，它從最基礎的51係列單片機講起，卻能巧妙地將理論與實際應用緊密結閤。作者在講解寄存器、中斷、定時器這些核心概念時，沒有堆砌晦澀難懂的術語，而是通過大量的、清晰的電路圖和程序框圖，讓我能直觀地理解每個功能塊是如何工作的。特彆值得稱贊的是，書中對各種外設接口的講解非常細緻，比如如何驅動LED點陣屏、如何進行ADC/DAC的采樣轉換，每一步操作都有詳細的代碼示例和電路連接說明。我按照書中的指導，成功地搭建起瞭幾個小項目，從最初的“點燈”到後來的溫度采集係統，每一步的成就感都非常實在。這本書的優點在於它的“可操作性”，它不會讓你迷失在純粹的理論海洋中，而是牢牢地將你錨定在實踐的岸邊，讓人感覺學到的知識是“能用”的，而不是“好看”的。

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我必須承認，這本書的難度麯綫設計得非常陡峭，但這恰恰是它最吸引我的地方。它並沒有試圖取悅初學者，而是直接將讀者帶入中等偏上的技術深度。在講解中斷嚮量錶和堆棧操作時，作者深入到瞭匯編層麵，詳細分析瞭程序執行流在不同狀態下的切換過程。這對於那些不滿足於僅僅調用庫函數、渴望理解“機器到底在乾什麼”的硬核學習者來說，無疑是一大福音。書中對一些經典難題，比如“看門狗定時器的精確復位時序”或者“高速數據采集中的DMA衝突處理”，都進行瞭深入的剖析和解決方案的探討。這部分內容如果不是親身經曆過項目調試，很難寫得如此到位。因此，我更傾嚮於將它推薦給那些已經掌握瞭基礎C語言和基本電路知識，希望在單片機領域進行深耕、嚮高級嵌入式工程師邁進的讀者。它提供的是一種“底層思維”的訓練，而非簡單的“操作手冊”。

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這本書的配套資源和售後支持做得非常到位，這在我閱讀技術書籍的經曆中是比較少見的。雖然我主要依靠書本內容學習，但翻閱附帶的電子資源包時，發現作者不僅提供瞭所有示例代碼的工程文件，甚至還附帶瞭一些關鍵模塊的仿真模型。這對於那些沒有硬件資源或者需要快速驗證想法的讀者來說，提供瞭極大的便利。更令人欣賞的是，作者對特定應用場景的擴展性思考。比如，在介紹I/O擴展時，書中不隻是停留在簡單的端口操作，而是給齣瞭基於I2C擴展I/O芯片的驅動框架，並明確指齣瞭如何將其擴展到多片芯片級的管理，這體現瞭作者的工程視野和前瞻性。整本書讀下來，我感覺自己收獲的不僅是知識點，更是一套嚴謹的、可復用的工程設計方法論。它教會我如何從一個需求齣發，拆解問題，選擇閤適的底層資源，並最終構建一個穩定可靠的係統，這種綜閤能力的提升，遠超齣一本純粹的技術書籍的價值。

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