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页数:140

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出版时间:2003-3

价格:10.80元

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isbn号码:9787536930810

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• 微机原理
• 微机基础
• 计算机入门
• 汇编语言
• 8086
• 微处理器
• 计算机组成原理
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• 教程
• 入门教材

《微机原理与应用——深度探索与实践指导》 内容简介： 本书是一本深入剖析微型计算机核心原理并辅以大量实践指导的著作，旨在为读者构建一个全面而扎实的计算机底层知识体系。不同于市面上多数侧重于基础操作或特定应用软件的入门教材，本书将带领读者走出“点鼠标、敲键盘”的表层操作，直接潜入计算机工作的“心脏地带”，理解那些决定着一切运算和响应的根本机制。 第一部分：微机系统的基石——硬件架构的解析 本部分将从微处理器（CPU）的起源和发展脉络入手，逐步揭示其内部精密的结构。我们将详细探讨CPU的核心组成部分，包括算术逻辑单元（ALU）、控制器（CU）、寄存器组等，并深入理解它们是如何协同工作的，如何执行指令、如何进行数据处理。流水线技术、超标量架构等现代CPU设计中的关键概念也将被一一剖析，让读者明白为何现代计算机能够拥有如此强大的计算能力。 接着，我们将聚焦于内存系统。本书将区分不同类型的内存，如DRAM、SRAM，并阐述它们在计算机体系结构中的作用和工作原理。从内存地址、内存控制器到缓存（Cache）的层级结构，我们都将进行详尽的讲解。理解缓存是如何通过局部性原理来加速数据访问的，对于优化程序性能至关重要。我们还将探讨内存管理单元（MMU）在现代操作系统中如何管理虚拟内存，实现内存的有效分配和保护。 此外，输入/输出（I/O）系统是连接计算机与外部世界的桥梁。本书将深入分析各种I/O设备的工作原理，以及它们与CPU之间的数据传输方式。我们将详细介绍总线（Bus）的概念，包括地址总线、数据总线和控制总线的各自功能，以及它们如何构成了计算机内部各组件之间沟通的“高速公路”。中断（Interrupt）机制作为CPU处理外部事件的核心手段，也将被重点讲解，包括中断的产生、处理过程以及中断向量表的作用。DMA（Direct Memory Access）技术，作为一种无需CPU干预即可实现高效数据传输的方式，也将被详细阐述其工作原理和应用场景。 第二部分：指引机器行动——指令集与程序执行的奥秘 本部分将引爆读者对计算机语言的深度理解。我们将详细介绍微处理器的指令集架构（ISA）。这里不会仅仅停留在列举指令，而是要深入理解指令的编码格式、寻址方式（如立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、间接寻址等）以及各种寻址方式的优劣和适用场景。我们会以典型的RISC和CISC指令集为例，对比它们的哲学思想和设计取舍。 理解了指令集，我们才能真正理解程序是如何在CPU上执行的。本书将详细讲解CPU执行指令的“取指-译码-执行-写回”五级流水线（或其他典型流水线）的工作流程。我们会深入分析指令的执行周期，以及CPU如何通过时钟信号来同步各个操作。此外，栈（Stack）在程序执行中的作用，例如函数调用、局部变量存储、中断处理等，也将被细致讲解。理解栈溢出等常见问题产生的原因，将变得轻而易举。 我们还将探讨程序在内存中的加载和执行过程。从可执行文件的结构，到操作系统如何将程序加载到内存，以及链接器（Linker）和加载器（Loader）的角色，都将一一展现。通过对汇编语言的初步介绍，读者将能够更直观地理解高级语言（如C语言）是如何被翻译成机器指令的，从而建立起高级语言与底层硬件之间的坚实联系。 第三部分：指挥若定的灵魂——操作系统核心机制的剖析 一个强大的操作系统是微机能够高效运作的关键。本书将深入揭示操作系统作为计算机“大脑”的核心机制。我们将从进程（Process）和线程（Thread）的概念讲起，详细阐述它们在内存中的表示、生命周期以及它们之间的关系。进程调度算法（如FCFS, SJF, RR, Priority Scheduling等）的原理和优劣将一一呈现，让读者理解操作系统如何公平有效地分配CPU资源。 内存管理是操作系统的另一项核心任务。本书将深入讲解分段（Segmentation）和分页（Paging）这两种内存管理机制，以及它们如何与MMU协同工作，实现内存的虚拟化。页面置换算法（如FIFO, LRU, Optimal等）的原理和实现细节将得到详细阐述，帮助读者理解操作系统如何处理内存不足的情况。 文件系统作为管理数据存储的关键，也将被深入剖析。我们将探讨文件系统的基本概念，如文件、目录、inode、超级块等，以及不同的文件系统类型（如FAT, NTFS, ext4等）的特点和工作原理。磁盘I/O的管理，包括缓冲、缓存以及磁盘调度算法，也将被详细讲解，揭示数据是如何被高效地读写到磁盘上的。 并发与同步是多任务操作系统设计的核心挑战。本书将详细介绍互斥锁（Mutex）、信号量（Semaphore）、条件变量（Condition Variable）等同步机制，以及死锁（Deadlock）的概念、产生原因和避免策略。通过这些机制的讲解，读者将能深刻理解多线程编程中如何避免数据竞争，确保程序的正确性。 第四部分：连接世界——硬件接口与通信协议的实践 微机并非孤立的系统，它需要与外部世界进行丰富的交互。本部分将聚焦于计算机的硬件接口和通信协议，让你了解数据是如何跨越物理界限的。我们将详细介绍串行通信（如UART）和并行通信（如Centronics）的基本原理和应用。USB（Universal Serial Bus）作为现代计算机最普遍的连接接口，其协议层次、设备枚举、数据传输方式等将得到深入的解析。 网络通信是现代计算不可或缺的一部分。本书将从TCP/IP协议栈的各个层次入手，深入讲解IP地址、子网掩码、路由选择，以及TCP和UDP协议的特点、工作机制和应用场景。了解HTTP、FTP等应用层协议，将能让你明白网络应用是如何构建在这些底层协议之上的。PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）作为高性能I/O接口，其点对点、串行传输的优势以及在现代显卡、网卡等设备中的应用也将被详细介绍。 第五部分：从理论到实践——嵌入式系统与硬件控制 本书的最后一部分将理论联系实际，通过嵌入式系统的视角，展现微机原理的强大应用。我们将介绍微控制器（MCU）的基本结构和特点，以及它们在各种智能设备中的作用。本书将引导读者理解如何通过GPIO（General-Purpose Input/Output）接口控制LED、读取按钮等基本操作。ADC（Analog-to-Digital Converter）和DAC（Digital-to-Analog Converter）的原理和应用，将让你了解如何处理模拟信号。SPI（Serial Peripheral Interface）和I2C（Inter-Integrated Circuit）等串行通信接口，作为嵌入式系统中常用的通信方式，将得到详细的讲解，包括它们的通信时序和数据传输协议。 通过对ARM Cortex-M系列等主流嵌入式处理器的架构介绍，以及简化的裸机编程（Bare-metal programming）实践，读者将有机会亲手操控硬件，将抽象的理论知识转化为实际的控制功能，从而真正理解微机系统是如何驱动现实世界的各种应用的。 本书特点： 深度而非广度： 专注于计算机核心原理的深度解析，而非包罗万象的应用介绍。 理论与实践结合： 在讲解核心原理的同时，融入大量实例和实践指导，帮助读者将理论知识融会贯通。 循序渐进，逻辑清晰： 从硬件基础到软件控制，层层递进，构建完整的知识体系。 面向开发者思维： 培养读者从底层逻辑思考问题的能力，为进一步学习操作系统、嵌入式开发、计算机体系结构等高级主题打下坚实基础。 注重“为什么”： 不仅告知“是什么”，更侧重于解释“为什么会这样”，让读者知其然，更知其所以然。 本书适合所有对计算机底层运作原理充满好奇，希望深入理解计算机技术，并渴望提升自身技术深度和广度的技术爱好者、在校学生及初级工程师。阅读本书，你将不再满足于“使用”计算机，而是能够真正“理解”计算机。

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这本书的封面设计确实很吸引人，那种简洁又不失专业感的风格，让我这个对计算机领域一窍不通的新手一下子就有了翻开它的冲动。我原本以为“微机入门”这种主题的书籍大多会充斥着晦涩难懂的术语和让人望而却步的复杂流程图，但拿到手里后，我发现自己的担忧完全是多余的。作者在行文的安排上，展现出了极高的条理性和同理心。他们似乎非常清楚一个初学者在面对新生事物时最容易在哪里卡壳，所以在介绍基础概念时，总是能用最贴近生活、最直白的语言去解释，比如将CPU比作大脑，内存比作工作台，这种类比手法极大地降低了理解门槛。尤其是关于操作系统启动流程的那一章节，我原本以为需要啃好几遍才能勉强理解，结果作者通过大量的配图和清晰的步骤拆解，让我仿佛亲眼见证了电脑从按下开机键到进入桌面的全过程，那种豁然开朗的感觉，实在是很棒。这本书的排版也值得称赞，字体大小适中，段落之间的留白处理得当，即便是长时间阅读也不会感到视觉疲劳，这一点对于需要耐心啃读技术书籍的我来说，简直是福音。

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从内容深度来看，这本书的覆盖面非常广，但又保持了极佳的平衡感，既没有为了追求“全面”而导致每部分都蜻蜓点水，也没有为了“深入”而牺牲了基础的普及性。它似乎找到了一种完美的黄金分割点。例如，在介绍硬件构成时，它不仅讲解了CPU、内存这些核心部件的功能，还花了一定的篇幅去解释了总线架构和I/O接口的原理，这些内容在很多入门读物中往往是被一笔带过的。对于我这样一个希望对电脑原理有更深层次理解的人来说，这种适度的拓展非常关键。它没有试图让我成为一个硬件工程师，但却给了我足够的知识储备，让我能理解“为什么”我的电脑会以某种方式运行，而不是仅仅停留在“它能运行”的表层认知上。此外，书中对早期微机体系结构的演变也做了一定的历史回顾，这种知识的纵深感，让整个学习过程不仅仅是技能的获取，更像是一次对信息技术发展脉络的梳理和致敬，让学习的体验丰富了不少层次。

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从一个纯粹的新手角度出发，这本书最大的价值在于其系统性和完备性，它就像是为完全零基础的人设计的一套从“零”到“入门精通”的完整地图。它并没有为了追求新颖的技术点而偏离初衷，而是扎扎实实地把微机最核心、最基础的知识体系梳理得清清楚楚，没有留下任何知识上的“黑洞”。我特别喜欢它在每一章末尾设置的“知识点回顾与自我检测”部分。这些检测题的设计非常巧妙，它们不仅仅是简单的选择题或填空题，很多都设计成了需要读者动手思考或在脑中进行流程模拟的小问答。这迫使我不能仅仅停留在“看过了”的阶段，而是必须真正“消化吸收”了才能作答。通过这些回顾环节，我能清晰地看到自己在哪些方面掌握得还不够牢固，从而有针对性地进行二次回顾。这种学习闭环的设计，确保了知识的留存率，也让我对自己在技术学习上的进步有了非常直观的反馈，为后续深入学习更高级的课程打下了极其坚实的基础。

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我最欣赏这本书的地方，在于它不仅仅停留在理论的层面，而是非常注重实践操作的指导性。很多入门书籍在讲完原理后，就直接跳到高深的软件应用层面，留给读者的只有“你懂了就该会做”的假设。然而，这本书显然不是这么做的。它在每一个重要知识点之后，都紧跟着设置了详细的“动手实践”环节。比如，在讲解如何进行基本的文件管理和目录操作时，它没有使用那种枯燥的命令行列表，而是提供了一整套虚拟的场景模拟，让你仿佛在一个真实的命令行环境中摸索。更绝的是，对于一些常见的操作失误，它还特别标注了“常见错误与排查”的小节，这一点简直是救星级别的存在！我记得有一次我按照教程操作，结果系统提示了某个我从未见过的错误代码，我本能地想关掉书去网上搜索，结果翻到对应的小节，作者已经把这个错误的原因和解决方案白纸黑字地列出来了，那种被提前预判和照顾到的感觉，让人觉得作者真是把读者当成了最亲近的朋友来教导。这种对细节的把控，让学习过程变得异常顺畅，极大地增强了我的自信心。

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这本书的语言风格可以说是极其“接地气”，完全没有那种刻板的技术手册的冷硬感。我发现作者在叙述复杂的逻辑关系时，会不自觉地运用一些幽默的表达或者生活化的比喻，这极大地缓解了阅读的技术性压力。举个例子，在解释中断处理机制时，作者用“就像你在专心做一件事情时，突然有人敲门”来形容外部中断的产生和处理顺序，这个瞬间我就明白了之前一直困扰我的优先级问题。这种轻松愉快的叙事方式，让我在阅读时经常会心一笑，感觉不像是在学习一本硬邦邦的教科书，而更像是在听一位经验丰富的老师傅在茶余饭后分享他的“独门秘籍”。这种流畅自然的过渡，使得即便是跨章节阅读时，也不会感到内容之间的生硬跳跃。它成功地将技术学习中常见的枯燥感剥离，注入了人文关怀，使得学习过程中的心流体验得到了极大的提升，也让我更有动力去主动探索后面的内容。

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