Pentium系列微型计算机原理与接口技术

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isbn号码:9787040079258
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  • 计算机体系结构
  • 数字电路
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具体描述

《微处理器的奥秘:从基础到高级应用》 本书旨在为读者深入揭示微处理器的核心原理与发展历程,并在此基础上探讨其在现代科技中的广泛应用。我们将从最基本的数字逻辑电路概念讲起,逐步构建起理解微处理器运作的基础。 第一部分:微处理器基石——数字逻辑与计算机组成 二进制世界的基石: 从布尔代数出发,深入理解逻辑门(AND, OR, NOT, XOR等)的工作原理,以及如何用它们构建复杂的逻辑运算。我们将详细解析组合逻辑电路(如加法器、译码器、多路选择器)和时序逻辑电路(如触发器、寄存器、计数器)的设计与应用。 指令集架构(ISA)的演进: 探讨不同类型的指令集架构,如CISC(复杂指令集计算机)与RISC(精简指令集计算机)的设计哲学和各自的优缺点。我们将重点分析RISC架构的设计理念,以及它如何通过简化指令提高执行效率。 计算机的五大部分: 详细阐述CPU(中央处理器)、内存(RAM/ROM)、输入/输出(I/O)设备、总线以及控制单元在计算机系统中的作用。通过对CPU内部结构的剖析,如算术逻辑单元(ALU)、寄存器组、程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)和控制单元,揭示指令的获取、解码和执行过程。 数据表示与运算: 深入学习整数、浮点数的二进制表示方法,以及相应的加、减、乘、除运算的硬件实现原理。理解溢出、精度损失等问题。 第二部分:深入微处理器核心——流水线、缓存与并行 指令流水线技术: 详解指令执行的五个阶段(取指令、指令译码、执行、访存、写回),并重点介绍如何通过流水线技术将这些阶段重叠执行,从而大幅提高CPU的吞吐率。深入探讨流水线冒险(结构冒险、数据冒险、控制冒险)及其解决方案(如气泡插入、转发、分支预测)。 存储器层次结构: 剖析CPU与主内存之间存在的速度差异,以及如何通过引入高速缓存(Cache)来弥合这一差距。详细讲解缓存的工作原理,包括缓存块、索引、标记、冲突、写策略(写回、写通)和替换算法(LRU、FIFO)。 多核处理器与并行计算: 随着摩尔定律的延续,单核处理器的性能提升遇到瓶颈,多核处理器的出现成为必然。我们将探讨多核处理器的基本架构,以及如何通过并行计算来提升整体性能。介绍共享内存模型和消息传递模型,以及相关的同步与通信机制。 指令级并行(ILP)与乱序执行: 探讨CPU如何通过指令级并行(ILP)技术,如超标量(Superscalar)和乱序执行(Out-of-Order Execution),来挖掘指令之间的潜在并行性,进一步提升处理器性能。 第三部分:微处理器接口与通信 总线接口技术: 详解CPU与外部设备进行数据交换的各种总线类型,如地址总线、数据总线和控制总线。分析同步总线和异步总线的区别与联系,以及总线仲裁的原理。 内存接口: 深入理解CPU如何通过内存控制器与DRAM(动态随机存取存储器)进行交互。介绍内存时序、刷新机制以及不同类型的内存技术(如DDR系列)。 I/O接口与设备: 讲解CPU如何通过各种I/O接口与外围设备(如硬盘、网卡、显示器)进行通信。详细介绍中断(Interrupt)机制、DMA(直接内存访问)技术,以及串行接口(如UART)和并行接口(如Centronics)的工作原理。 嵌入式系统中的微处理器应用: 探讨微处理器在嵌入式系统中的重要作用,包括其在实时操作系统、传感器接口、通信协议栈等方面的应用。介绍嵌入式微处理器与通用计算机微处理器的区别,如功耗、成本、实时性等方面的考量。 第四部分:前沿技术展望 ARM架构与移动计算: 重点介绍ARM架构的特点及其在智能手机、平板电脑等移动设备中的主导地位,分析其低功耗、高性能的设计优势。 GPU(图形处理器)的崛起: 探讨GPU的设计理念及其在图形渲染、科学计算、深度学习等领域的广泛应用,理解其大规模并行处理能力。 AI芯片与专用处理器: 展望未来,分析AI芯片(如TPU、NPU)的发展趋势,探讨其针对人工智能任务的专用架构设计。 本书适合计算机科学、电子工程、自动化等相关专业的学生、工程师以及对微处理器技术有浓厚兴趣的读者。通过系统学习,读者将能够深刻理解现代计算机的运行机制,并为进一步学习更高级的计算机体系结构、操作系统、嵌入式系统开发打下坚实的基础。

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读后感

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这本书的封面设计简洁大气,给我留下了专业且严谨的第一印象。我一直希望找到一本能够深入剖析奔腾系列微型计算机内部工作原理和接口技术的书籍,而不是那种浅尝辄止的科普读物。奔腾处理器作为个人电脑发展史上的一个重要里程碑,其内部架构和接口技术无疑是理解现代计算技术的基础。我特别期待书中能够详细介绍奔腾系列处理器核心架构的设计理念,例如,它如何实现超标量执行、流水线深度、缓存管理策略等,以及这些技术是如何共同作用来提升CPU的性能的。我对书中关于指令集(x86)的演进和奔腾系列处理器的具体实现也充满了好奇。此外,我对书中关于“接口技术”的部分也寄予厚望。在我看来,CPU的强大性能离不开与之匹配的、高效的接口技术。我希望书中能够详细讲解ISA、PCI、AGP等早期总线接口的标准、时序、信号定义以及它们在数据传输、中断处理、DMA(直接内存访问)等方面的具体工作原理。理解这些接口技术,不仅能帮助我了解早期PC系统是如何构建的,更能为我理解现代计算机系统中的各种总线接口奠定基础。我希望这本书能够提供一些深入的分析和具体的例子,来帮助我更好地理解这些技术,从而将理论知识与实际应用相结合。

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这本书的装订质量和纸张的触感都给我一种“硬核”的感觉,预示着它将是一本内容详实、技术深入的专业书籍。我一直以来都对计算机硬件的底层原理有着强烈的求知欲,特别是那些在计算机发展史上具有里程碑意义的技术,而奔腾系列处理器无疑是其中的代表。我非常希望这本书能够深入剖析奔腾系列处理器内部的微架构,例如,它如何实现超标量执行、多级缓存的设计与管理、分支预测的实现原理等,以及这些技术是如何共同作用来提升CPU的性能。我对书中关于奔腾系列处理器所采用的指令集架构(x86)的演进和具体实现也充满了兴趣。同时,我对书中关于“接口技术”的讲解也寄予厚望。在我看来,CPU的强大性能需要通过高效的接口才能有效地传递给内存、显卡、声卡等外围设备。我希望书中能够详细介绍ISA、PCI、AGP等经典总线接口的标准、协议、时序以及它们在数据传输、中断响应、DMA(直接内存访问)控制等方面的具体工作原理。理解这些接口技术,不仅能帮助我理解早期PC系统是如何连接和协同工作的,也能为我理解现代计算机系统中的各种总线接口奠定基础。我期待书中能够提供一些图文并茂的讲解,以便我更直观地理解这些相对抽象的技术概念,并能从中获得解决实际问题的启发。

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这本书的沉甸甸的质感和清晰的排版,都让我感受到了作者的用心和专业。我一直以来都对计算机硬件的底层运作机制有着浓厚的兴趣,特别是那些奠定了现代计算基础的经典技术。奔腾系列处理器无疑是其中的佼佼者,它们是个人电脑普及和性能飞跃的标志。我迫切地想从这本书中了解奔腾系列处理器的具体微架构,例如,它的核心组件是如何协同工作的,如整数/浮点运算单元、寄存器文件、缓存层次结构、总线接口单元等。我尤其期待书中能够深入剖析奔腾处理器在指令解码、执行、写回等阶段的流水线细节,以及其所采用的乱序执行、分支预测等高级技术,这些都是决定CPU性能的关键。同时,我也对书中关于“接口技术”的阐述充满期待。在我看来,CPU的效能需要通过高效的接口才能转化为实际的应用体验。我希望书中能够详细介绍ISA、PCI、AGP等关键的总线接口技术,包括它们的信号定义、协议规范、时序控制、中断机制以及DMA(直接内存访问)的工作方式。了解这些接口是如何连接CPU与内存、显卡、声卡等外围设备的,对于理解整个微型计算机系统的运作至关重要。我希望这本书能够提供一些生动形象的图示和深入浅出的讲解,来帮助我理解这些相对晦涩的技术概念,从而真正掌握奔腾系列微型计算机的原理和接口技术。

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拿到这本书,首先吸引我的是它厚重的分量和精美的印刷,这让我预感到这是一本内容扎实、讲解深入的专业书籍。我一直对计算机硬件底层原理抱有浓厚的兴趣,尤其是奔腾系列处理器,它们在个人电脑发展的历史中占据着举足轻重的地位。我非常渴望通过这本书,能够深入理解奔腾系列处理器的微架构,例如,其内部的执行单元、寄存器文件、缓存层次结构、分支预测等关键技术是如何实现的,以及它们如何协同工作来提升CPU的性能。我尤其希望书中能够详述其指令流水线的设计,以及在指令译码、执行、写回等各个环节的优化策略。同时,我对书中关于“接口技术”的介绍也充满了期待。在我看来,CPU的性能需要通过高效的接口才能有效地传递给外部设备。我希望书中能够详细阐述ISA、PCI、AGP等经典总线接口的标准、协议、时序以及它们在数据传输、中断响应、DMA(直接内存访问)控制等方面的具体工作原理。了解这些接口技术,不仅能帮助我理解早期的PC系统是如何构建和协同工作的,也能为我理解现代计算机系统中的各种总线接口提供坚实的基础。我希望这本书能够提供一些图文并茂的讲解,以便我更直观地理解这些相对抽象的技术概念,并能从中获得解决实际问题的启发。

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这本书给我的第一感觉是“有料”,那种扑面而来的专业气息,让我觉得它是一本值得反复研读的工具书。我一直认为,学习计算机原理,尤其是像奔腾这样的经典处理器,需要一种循序渐进、抽丝剥茧的学习方法。这本书的标题就预示着它将带领我们深入到微型计算机的“心脏”和“神经系统”。我对书中关于奔腾系列处理器核心架构的介绍非常期待。例如,奔腾时代的CPU是如何实现浮点运算的,它在多媒体指令集(如MMX)的引入上有什么样的创新?书中是否会详细阐述CPU的执行单元、寄存器组、地址生成单元等组成部分的功能和工作流程?我尤其关注书中关于内存管理和缓存一致性的讲解,因为这直接影响到程序的运行效率。此外,书中关于“接口技术”的部分,更是我关注的焦点。我希望它能详细介绍ISA、PCI、EISA等早期总线的工作原理,以及它们在数据传输、中断处理、DMA(直接内存访问)等方面的实现细节。我对PCI总线的工作模式,比如其事务、周期、信号线的功能等,都充满了好奇。了解这些接口技术,不仅能帮助我理解早期的计算机系统是如何构建的,也能为我理解现代总线技术(如PCIe)打下坚实的基础。我希望这本书能够提供一些具体的例子或者图示,来帮助理解这些抽象的技术概念,让学习过程更加生动有趣。

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这本书的标题就点明了其核心内容——奔腾系列微型计算机的原理与接口技术,这正是我想深入了解的领域。我一直认为,学习计算机技术,尤其是底层硬件,必须追溯到那些奠定基础的技术和产品。奔腾系列处理器是20世纪90年代个人电脑革命的引擎,它们的出现极大地提升了计算机的性能和普及度。我非常期待书中能够详细解析奔腾系列处理器内部的微架构,包括其核心组件的功能、工作流程,以及是如何通过流水线、缓存、分支预测等技术来优化性能的。我对书中关于指令集架构(x86)的演进以及奔腾系列处理器在其中的具体实现也非常感兴趣。此外,我对书中关于“接口技术”的讲解抱有很大的期望。在我看来,CPU的强大能力需要通过高效的接口才能传递给内存、显卡、声卡等外设。我希望书中能够深入介绍ISA、PCI、AGP等总线接口的标准、协议、时序以及它们在数据传输、中断处理、DMA(直接内存访问)等方面的具体工作原理。理解这些接口技术,不仅能帮助我理解早期PC系统是如何连接和协同工作的,也能让我对现代计算机系统中的各种总线接口有更深刻的认识。我希望这本书能够提供一些具体的案例分析或者实验指导,来帮助我更好地理解这些技术,从而将理论知识与实践相结合。

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这本书的装帧设计和字体选择都透露出一种严谨和专业的气息,这让我对接下来的阅读充满了信心。我一直在寻找一本能够系统地、深入地讲解奔腾系列微型计算机底层原理的著作,而不是那种蜻蜓点水式的概述。奔腾系列处理器是个人计算机发展史上的一个重要里程碑,它们将计算能力带入了寻常百姓家。我非常希望这本书能够详细解析奔腾处理器内部的微架构,例如,它如何实现超标量执行、流水线深度、分支预测策略等,以及这些技术是如何影响CPU的性能的。我对书中关于指令集架构(ISA)的讲解也充满期待,尤其是奔腾系列在x86指令集上的演进和优化。此外,我非常关注书中关于“接口技术”的部分。在我看来,CPU的强大性能需要通过高效的接口才能得以充分发挥。我希望书中能够详细介绍ISA、PCI、AGP等总线接口的标准、时序、信号定义以及它们在数据传输、中断响应、DMA控制等方面的具体工作原理。理解这些接口技术,不仅能帮助我理解早期的PC系统是如何连接和协同工作的,也能让我对现代计算机系统中的各种总线接口有更深刻的认识。我希望书中能够提供一些相关的案例分析或者实验指导,来帮助我更好地理解这些技术,从而将理论知识与实践相结合。

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这本书的封面设计和印刷质量就给我留下了非常深刻的印象,那种厚重感和纸张的质感,预示着它绝非等闲之辈。我个人一直对计算机硬件底层的工作原理充满好奇,尤其对那些曾经叱咤风云的处理器家族,比如奔腾系列,更是情有独钟。我一直想找一本能够深入浅出地讲解这些经典芯片内部构造和运行机制的书籍,而不是那种流于表面的科普读物。当我拿到这本《Pentium系列微型计算机原理与接口技术》时,我的直觉告诉我,它很可能就是我一直在寻找的。从目录的设置来看,它似乎涵盖了从基础的CPU架构到复杂的总线接口,再到各种外围设备的连接和控制,几乎涵盖了整个微型计算机系统的核心技术。我特别期待书中能够详细解析奔腾系列处理器在指令集、流水线、缓存、分支预测等方面的具体实现,以及它们是如何在那个时代实现性能的飞跃的。同时,我也对书中关于接口技术的部分非常感兴趣,比如ISA、PCI、AGP等总线标准是如何设计的,它们又是如何与CPU以及其他外围设备进行高效通信的,这些都是我渴望了解的细节。此外,书中是否会涉及到一些经典的扩展卡,比如显卡、声卡、网卡等,以及它们与主板之间是如何通过接口进行交互的,这也将是我关注的重点。总之,这本书的出现,让我对接下来的学习充满了期待,我相信它能够满足我对于微型计算机原理和接口技术的深度求知欲。

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这本书的作者在计算机科学领域应该有着非常深厚的造诣,从书名就可以看出其专业性和技术深度。我一直认为,学习计算机技术,尤其是底层原理,一定要追溯其发展的历史,理解那些奠定基础的技术创新。奔腾系列处理器是20世纪90年代个人计算机革命的关键驱动力之一,它们将个人电脑的性能提升到了一个新的高度,使得图形界面、多媒体应用等成为可能。我非常想知道,作者是如何梳理和呈现奔腾系列处理器从一代到后续几代的演进过程的,其中包含了哪些关键的技术突破和设计理念的革新。例如,奔腾III引入的SSE指令集,以及奔腾4的NetBurst架构,它们在当时是如何被认为是前瞻性的,又带来了怎样的性能优势?书中是否会分析这些技术在后来的发展中所扮演的角色,以及它们的一些局限性?更重要的是,我希望这本书能够不仅仅是介绍技术,更能引导读者去思考这些技术背后的设计哲学和工程权衡。比如,在追求更高主频的同时,如何解决功耗和散热问题?在引入更复杂的指令集时,如何保证指令的兼容性和执行效率?我对书中关于“接口技术”的部分也充满了期待,因为我始终认为,CPU的性能再强大,如果缺乏高效的接口与之匹配,也无法发挥其应有的价值。那些早期的总线技术,如ISA,虽然简单,但却奠定了基础;后来的PCI、AGP,则是为了满足更高带宽和更复杂外设的需求而生的。我希望书中能够清晰地阐述这些总线的架构、工作原理、时序以及它们在不同应用场景下的优缺点。

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作为一名在计算机行业摸爬滚打多年的工程师,我深知扎实的底层知识对于解决实际问题的重要性。这些年,我接触过各种各样的嵌入式系统和高性能计算平台,但回溯起来,奔腾系列处理器及其相关的接口技术,可以说是许多现代技术的基础。我拿到这本书,首先就被其严谨的结构吸引了。它不是那种浮光掠影式的介绍,而是仿佛在带领读者进行一次深入的考古挖掘,一层一层地揭示微型计算机的“骨骼”和“经络”。我特别想了解书中关于CPU内部架构的讲解,例如,奔腾系列在指令流水线、乱序执行、分支预测等方面的实现细节,以及这些技术是如何优化CPU的性能的。对于缓存的设计,比如一级缓存、二级缓存的容量、延迟、关联度等,书中是否有详尽的分析?这些都直接关系到CPU的存取效率。此外,我对书中关于外设接口的部分也抱有极大的兴趣。在我看来,接口技术是连接CPU和世界的桥梁。无论是早期的并行接口,还是后来的串行接口,亦或是更高级的总线,它们都承载着信息的高速传输。书中对ISA、PCI、USB等接口的讲解,是否会深入到其信号定义、时序控制、仲裁机制等方面?我希望能够通过这本书,更好地理解不同接口之间的差异,以及它们在系统设计中扮演的角色。我甚至希望书中能够包含一些实际的硬件操作或者调试的经验分享,虽然这可能有些难度,但如果能有所涉及,那将是锦上添花。

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