微型计算机系统原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:周明德

出品人:

页数:193

译者:

出版时间:2005-7

价格:19.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787302110781

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 微型计算机
• 计算机原理
• 系统原理
• 应用
• 硬件
• 软件
• 汇编语言
• 数字电路
• 计算机系统
• 电子技术

好的，这是一份关于一本假设的、与《微型计算机系统原理及应用》内容不重复的图书的详细简介。 --- 图书名称： 《现代数字电路设计与Verilog实现》 图书简介 第一部分：绪论与基础理论 本书旨在为读者提供一套全面且深入的现代数字电路设计与验证的理论基础与实践指导。我们聚焦于当代集成电路设计流程中的核心环节，尤其强调基于硬件描述语言（HDL）的设计方法学。 1. 数字系统设计概述： 本部分首先阐述了从系统需求到物理实现的完整数字系统设计流程。我们探讨了不同层次的抽象模型，包括行为级、寄存器传输级（RTL）和门级描述的差异及其在设计中的应用。深入剖析了FPGA（现场可编程门阵列）和ASIC（专用集成电路）这两种主流实现技术的基本架构、优势与局限性，为后续的硬件实现选择奠定基础。 2. 组合逻辑基础回顾与提升： 虽然本书假设读者已具备基础的布尔代数和逻辑门知识，但本部分将快速回顾这些基础，并立即提升至更高级的主题。重点包括逻辑函数的优化技术，如Karnaugh图的局限性分析，以及如何应用Quine-McCluskey方法处理更复杂的函数。我们详细分析了卡诺图在多变量函数中的应用限制，并引入了标准积之和（SOP）和和之积（POS）形式的转换与最小化。 3. 时序逻辑电路的精深分析： 时序电路是复杂系统实现的关键。本章深入研究了基本锁存器（Latches）和触发器（Flip-Flops）的建立时间（Setup Time）、保持时间（Hold Time）参数，并探讨了亚稳态（Metastability）的成因及消除技术，特别是在异步信号跨越时钟域时的处理方法。我们详细分析了主从结构触发器、边沿触发与电平触发之间的区别，并引入了锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）在时钟管理中的作用。 4. 有限状态机（FSM）设计与优化： FSM是控制逻辑的核心。本书将摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型FSM的设计进行系统对比。更重要的是，我们专注于状态编码的优化策略，包括灰码（Gray Code）编码和独热码（One-Hot）编码，并量化分析了不同编码方式对电路面积、速度和功耗的影响。对于大型系统，我们引入了层次化FSM设计思想，以管理复杂性。 第二部分：硬件描述语言（HDL）精通 本部分将Verilog HDL作为主要的描述语言进行深入讲解，同时对比SystemVerilog的关键特性。 5. Verilog HDL核心语法与结构： 我们不仅仅停留在模块定义和端口连接上。本章详细讲解了`reg`和`wire`类型的本质区别，尤其强调了如何通过代码结构来暗示综合工具期望的硬件结构。我们对组合逻辑和时序逻辑的描述范式进行了规范化，包括使用`always @()`和`always @(posedge clk)`的严格约定。同时，讲解了过程块（Procedural Blocks）在仿真和综合中的不同处理方式。 6. RTL级设计与描述技巧： 这是本书的实践核心。我们详细阐述了如何使用Verilog来高效描述关键的数字模块： 数据通路单元： 乘法器（串行、并行、Booth编码）、除法器（迭代算法）、快速加法器（如先行携带加法器Carry Lookahead Adder）。 存储单元： 同步RAM、异步RAM、FIFO（先进先出队列）的设计与满/空标志的正确生成逻辑。 控制器设计： 如何将前述FSM结构映射到RTL代码中，并实现高效的状态跳转逻辑。 7. 层次化设计与接口协议： 现代系统是模块化的。本章教授如何有效地分解大型系统，并定义清晰的模块间接口。我们对业界标准的总线协议进行了深入剖析，如AMBA AXI（Advanced eXtensible Interface）的基础握手机制（Valid/Ready协议），讲解如何根据AXI协议规范实现读写事务的正确仲裁和数据传输。 第三部分：验证、仿真与综合 数字设计的成功不仅在于设计本身，更在于严格的验证。 8. 仿真环境搭建与测试平台（Testbench）： 本书强调自顶向下的验证方法。我们讲解了如何构建功能完备的Verilog Testbench，包括激励生成器、时钟域控制、错误检测模块。重点讲解了基于进程（Process-based）的激励模型与面向对象（Object-Oriented）的激励模型（系统Verilog的UVM基础概念的引入）。 9. 功能验证与断言（Assertions）： 除了传统的波形检查，我们引入了形式验证的思想。详细介绍SystemVerilog Assertions (SVA) 的基本语法，如何使用`property`和`sequence`来描述复杂的时间约束（如“在数据有效后，响应必须在五个时钟周期内返回”），并解释了如何将这些断言嵌入到仿真流程中，实现更精确的功能覆盖率检查。 10. 综合流程与时序分析： 从RTL到门级网表是关键的一步。本章探讨了综合工具的工作原理，包括逻辑单元映射和寄存器重定时。我们将重点放在静态时序分析（Static Timing Analysis, STA）上。详细解释了时钟偏移（Skew）、时钟抖动（Jitter）对系统性能的影响，并教授如何阅读和解释综合后的时序报告，识别并修复建立时间违例和保持时间违例。 第四部分：高级主题与新兴应用 11. 低功耗设计技术（DFT与Power Gating）： 随着芯片尺寸的缩小，功耗成为核心挑战。本章介绍功耗管理策略，包括动态功耗（开关活动）和静态功耗（漏电）。重点讨论了时钟门控（Clock Gating）的应用，以及如何通过设计手法最小化动态功耗。此外，简要介绍测试性设计（Design for Testability, DFT）中的扫描链（Scan Chain）的基本概念。 12. 异步系统与单比特同步： 针对跨时钟域问题，我们提供更深入的解决方案，超越简单的双寄存器同步器。详细分析了握手协议在异步设计中的鲁棒性要求，并引入了异步FIFO的复杂设计，其中涉及时钟域间信号的单比特传递和重构。 总结 本书的最终目标是培养读者从抽象的系统需求出发，通过结构化、可验证的RTL代码，最终实现高性能、高可靠性的数字电路系统的能力。内容聚焦于硬件描述、逻辑优化、时序控制与验证方法学，这些都是当代电子系统设计工程师必备的核心技能。本书内容侧重于硬件结构与描述语言的精确映射，与微处理器、内存组织等侧重于“系统”层面的讲解形成鲜明区分。

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这是一本让我颇感意外的书，它所探讨的内容远超我最初的预期。与其说它是一本技术书籍，不如说它是一本关于“连接”的哲学探讨。书中以微型计算机为载体，深入剖析了信息时代的互联互通是如何深刻地改变我们的社会结构和人际关系。作者没有局限于硬件和软件的堆砌，而是将目光投向了更宏观的层面，比如物联网的兴起、大数据的影响，以及人工智能的伦理困境。我特别欣赏书中对于“数字鸿沟”的讨论，它以一种充满同情心和批判性的视角，揭示了技术发展中被忽视的角落，以及由此产生的社会不平等。书中引用了大量的社会学、经济学和心理学理论，将复杂的议题层层剥开，让读者能够从多个维度去理解微型计算机背后所蕴含的巨大能量。我被书中关于“去中心化”的论述所深深吸引，它让我看到了在高度集中的数字时代，一种更平等、更开放的可能性。这本书让我开始反思，我们是否过于沉迷于技术本身，而忽略了技术所应服务的终极目标——人的福祉。作者的洞察力非同寻常，他能够将抽象的概念具象化，用清晰的逻辑引导读者进行深入的思考。

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当我拿起这本书时，并没有抱太高的期望，以为会是一本充斥着枯燥公式和晦涩术语的技术手册。然而，它却以一种极为温和的方式，让我逐渐深入到微型计算机的微观世界。书中的讲解风格堪比一位循循善诱的老师，从最基础的逻辑门开始，一步步搭建起复杂的计算模型。作者并没有急于展示高深莫测的应用，而是花费大量的篇幅去解释“为什么”和“如何”，让读者真正理解每一个部件的功能和协作方式。我喜欢书中大量的插图和图示，它们将抽象的电路图变得生动形象，让我在理解硬件原理时事半功倍。尤其是在讲解CPU的执行流程时，作者运用了大量的比喻和类比，将原本复杂的指令解码、执行过程解释得浅显易懂。这本书让我第一次真正体会到了“工匠精神”在计算机设计中的重要性，每一个细小的优化都可能带来巨大的性能提升。虽然部分章节的技术深度对我来说有些挑战，但作者的耐心和细致，让我觉得即使是初学者也能从中受益匪浅。它让我明白，微型计算机并非神秘莫测，而是由一系列精巧的设计和严谨的逻辑构成的艺术品。

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这本书虽然不是我最初寻找的读物，但当我翻开它时，就被其独特的视角所吸引。它并非直接讲解枯燥的技术细节，而是通过一个充满故事性的叙述，带领读者走进微型计算机的世界。书中没有那些生硬的概念堆砌，取而代之的是一系列引人入胜的案例分析，从早期家用电脑的诞生，到如今智能手机的普及，作者巧妙地将技术的发展脉络融入其中。我尤其喜欢其中关于“计算的民主化”这一章节，它用生动的语言描述了曾经高高在上的计算技术是如何一步步走向寻常百姓家，以及由此带来的社会变革。书中对于一些经典微型计算机型号的介绍，也充满了怀旧情怀，让我仿佛看到了那个充满创造力和激情的年代。虽然我并非计算机专业的学生，但这本书让我对微型计算机有了全新的认识，它不再是冰冷的机器，而是承载着人类智慧和梦想的载体。作者的文笔流畅自然，即使是复杂的概念，也能够用浅显易懂的方式表达出来，这一点对于我这样的非专业读者来说尤为重要。我很难想象，一本关于“原理及应用”的书籍，能够写得如此富有文学色彩和人文关怀。它让我开始思考，技术是如何塑造我们的生活，又将如何引领我们走向未来。

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这本书给我带来了一种完全不同的阅读体验。它更像是一本关于“技术与创意的碰撞”的故事集。作者并没有按照传统的技术书籍结构来组织内容，而是通过一个个引人入胜的案例，展示了微型计算机如何在实际应用中激发无限的创意。从早期的游戏开发，到后来的数字艺术、音乐创作，甚至是科学研究中的模拟计算，书中都给予了详尽的阐述。我特别喜欢其中关于“开源社区”的章节，它让我看到了技术共享和协作的力量，以及由此催生的无数创新项目。作者的笔触充满激情，他用生动的语言描绘了那些充满梦想的开发者和艺术家，如何利用微型计算机这一工具，突破技术的界限，创造出令人惊叹的作品。书中对于一些经典软件的诞生历程的描述，更是让我看到了技术与艺术之间密不可分的联系。这本书让我意识到，微型计算机不仅仅是计算工具，更是创意实现的平台。它激发了我对技术应用的想象力，让我开始思考，我也可以利用这些工具去实现自己的创意。作者的叙述方式非常吸引人，他能够将技术细节与人文情感巧妙地融合在一起，读起来丝毫不会感到枯燥。

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这是一本让我感到“接地气”的书籍。它没有大谈阔论理论，而是专注于微型计算机在日常生活中的实际应用。从智能家居的便捷，到移动支付的安全，再到工业自动化的高效，书中几乎涵盖了我们生活中与微型计算机息息相关的方方面面。我尤其欣赏书中对于“用户体验”的分析，它强调了技术设计应该以人为本，如何让复杂的技术变得简单易用，以及如何通过技术提升我们的生活品质。作者用大量的实例和数据，来证明微型计算机在提高生产力、改善生活质量方面的巨大贡献。书中对于一些新兴技术，如人工智能在智能助手中的应用、虚拟现实在教育和娱乐领域的潜力，也进行了深入浅出的探讨。它让我看到了微型计算机的未来发展方向，以及这些技术将如何进一步改变我们的生活。这本书的语言风格非常贴近大众，没有使用过多的专业术语，即使是技术小白也能轻松理解。它让我对微型计算机有了更直观、更深刻的认识，也让我看到了技术发展的无限可能。

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