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出版者:中国商业

作者:

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1999-12-1

价格:17.5

装帧:

isbn号码:9787504435330

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《数字世界的基石：电子元器件与电路分析》 本书深入浅出地剖析了构成现代电子设备最基础的元素——电子元器件，并系统阐述了如何运用电路分析的理论与方法，理解和预测电子电路的工作状态。我们旨在为读者构建一个扎实的数字世界认知框架，从最微观的粒子行为到宏观的系统功能，层层递进，条理清晰。 第一部分：电子元器件的奥秘 我们将从最基本的电子元器件开始，一一揭示它们的工作原理、特性参数以及在实际应用中的作用。 电阻（Resistor）: 学习电阻的阻值、功率、容差等关键参数，理解欧姆定律如何描述电压、电流和电阻之间的关系。探讨固定电阻、可变电阻（电位器、可调电阻）的设计与应用，以及它们在分压、限流、滤波等电路中的重要性。 电容（Capacitor）: 深入理解电容的充放电过程，分析电容的容量、耐压、极性等参数。介绍不同类型的电容，如陶瓷电容、电解电容、薄膜电容，以及它们各自的优缺点和适用场合。学习电容在滤波、耦合、储能等电路中的关键作用。 电感（Inductor）: 探索电感的自感和互感原理，理解电感量、品质因数等参数。介绍线圈的绕制方式、磁芯材料对电感性能的影响。学习电感在滤波、振荡、变压器等电路中的应用。 二极管（Diode）: 详细讲解 PN 结的形成与导通、截止特性，理解二极管的正向压降、反向击穿电压。介绍不同类型的二极管，如整流二极管、稳压二极管、发光二极管（LED）、肖特基二极管，以及它们的特性和应用。 三极管（Transistor）: 重点讲解双极型晶体管（BJT）和场效应晶体管（FET）的结构、工作原理及放大、开关功能。深入分析 BJT 的电流放大系数（β）、输入输出特性曲线，以及 FET 的跨导、阈值电压等参数。介绍共射、共集、共基等基本放大电路。 集成电路（Integrated Circuit, IC）: 简要介绍集成电路的基本概念，包括单片机（Microcontroller）、运算放大器（Op-Amp）、逻辑门电路（Logic Gates）等通用集成器件。重点讲解它们的基本功能和应用领域，为理解更复杂的电子系统打下基础。 第二部分：电路分析的智慧 在掌握了各种电子元器件的特性后，本书将引导读者进入电路分析的世界，学习如何理解和预测电路的行为。 基本电路定律: 牢固掌握基尔霍夫电流定律（KCL）和基尔霍夫电压定律（KVL），理解它们在分析复杂电路时的应用。 串联与并联电路: 详细分析电阻、电容、电感在串联和并联电路中的等效计算方法，理解阻抗匹配和分压、分流原理。 交流电路分析: 引入复数阻抗的概念，学习如何分析包含电容和电感元件的交流电路。讲解相量图、频率响应、滤波电路（低通、高通、带通、带阻）的工作原理。 瞬态分析: 探讨电路在开关动作或信号变化时，电流和电压随时间变化的规律。重点分析 RC 和 RL 电路的暂态响应，理解时间常数的概念。 电路模型与简化: 学习使用戴维南定理、诺顿定理等方法简化复杂的线性电路，找出电路的等效模型，从而更便捷地分析电路。 放大电路分析: 深入分析三极管和运放电路的各种基本放大组态（如共发射放大器），计算电压增益、输入阻抗、输出阻抗等关键性能参数。 第三部分：应用基础与设计思维 在理论分析的基础上，本书还将结合实际应用，展示元器件和电路分析在构建基本电子功能中的作用。 电源电路基础: 介绍直流电源和交流电源的基本概念，以及简单的电源转换电路（如半波、全波整流电路，平滑滤波电路）。 信号处理基础: 讲解滤波器在去除噪声、选择特定频率信号中的作用，以及简单的信号衰减和放大电路。 逻辑控制基础: 简要介绍逻辑门电路（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR）的功能，为理解数字逻辑和基础的逻辑控制电路提供概念。 本书力求语言生动，结合图示和实例，帮助读者建立直观的理解。通过对电子元器件和电路分析的系统学习，读者将能够逐步理解各类电子设备的工作原理，为进一步深入学习数字电路、模拟电路、嵌入式系统等更广泛的电子技术领域打下坚实的基础。本书适合对电子技术感兴趣的初学者，以及希望系统梳理电子基础知识的学生和从业人员。

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作为一本偏向理论基础的书籍，它对数学严谨性的要求是不可或缺的，但这本书在这方面也做得相当克制和有效。它并没有将复杂的组合数学或离散数学公式强行塞入正文，而是将其精炼地放置在每章末尾的“深化阅读”模块中，并附带了清晰的推导过程。对于核心概念，例如时序逻辑电路的状态转移方程，它会用最简洁的布尔代数表达式来定义，然后立刻通过一个实际的D触发器或锁存器的真值表来验证，这种“定义—验证—应用”的模式非常高效。我尤其喜欢它在讨论性能分析时引入的概率模型，比如如何用泊松分布来近似估计缓存缺失的随机性，这使得原本感觉玄乎的性能调优，有了一套可量化的数学工具支撑。对于那些希望不仅仅停留在“知道它是什么”的读者来说，这本书提供了深入挖掘“它为什么是这样”的必要工具，但它又非常体贴地将这些工具包装成可选的进阶内容，确保了即便是对纯数学感到畏惧的读者，也能顺利掌握核心原理，这是一种非常高明的平衡艺术。

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这本书的叙事节奏把握得堪称一绝，它不像传统教材那样机械地堆砌知识点，而是构建了一个非常连贯的“知识旅程”。开篇并没有急于介绍二进制或门电路，而是先回顾了图灵机模型和冯·诺依曼架构的诞生背景，让你明白我们今天所研究的这些基础结构，并非空中楼阁，而是解决特定历史问题的产物。随着阅读的深入，你会发现作者巧妙地将硬件基础与软件运行机制交织在一起。例如，当讲解完指令集架构（ISA）后，紧接着就引入了编译器如何将高级语言翻译成机器码，以及程序计数器（PC）如何驱动指令的顺序执行。这种软硬结合的讲解方式，极大地增强了知识体系的完整性。我特别欣赏它对“并行性”处理的论述，从早期的流水线技术，到超标量处理器的分支预测和乱序执行，作者对这些复杂的控制逻辑的描述，总是能抓住最核心的矛盾点——如何在保证正确性的前提下最大化吞吐量。读完相关章节，我感觉自己对“为什么程序会卡顿”以及“CPU厂商是如何优化性能”有了更深层次的理解，这不再是模糊的概念，而是可以追溯到具体硬件单元操作的清晰逻辑。

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这本书最让我感到惊喜的，是它对未来技术趋势的洞察力，它并没有将自己局限在对传统冯·诺依曼体系的复述上。在讲完现代CPU的流水线和缓存机制后，作者用了一整个章节的篇幅来探讨“后摩尔时代”的挑战，包括能耗墙、内存墙等问题。它并没有空泛地谈论“量子计算”或“类脑芯片”，而是聚焦于当下正在发生的架构变革，例如非易失性存储器（NVM）如何挑战传统的存储层次结构，以及异构计算（GPU、FPGA）在特定领域内如何打破传统CPU的性能瓶颈。在介绍并行架构时，它非常细致地对比了SIMD（单指令多数据）和SIMT（单指令多线程）的底层差异，并以CUDA编程模型为例，说明了软件如何适应这种新的硬件范式。这种前瞻性使得这本书的价值不会随着时间的推移而迅速贬值，它不仅教会了我们过去和现在如何工作，更重要的是，它提供了一套分析和理解未来计算架构演进的基本思维框架，让我感觉像是在阅读一份兼具深度和广度的技术路线图。

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我接触过好几本关于计算机底层的书籍，但这本书在“深入浅出”这一点上做得尤为出色，它不是那种只停留在表面概念的“科普读物”，但又避免了许多专业教材那种晦涩难懂的学术腔调。最让我印象深刻的是它对存储器层级结构的论述。很多书只是简单地列出寄存器、缓存、内存、硬盘的读写速度差异，但这本书却用了一个非常形象的比喻——“信息高速公路上的不同限速路段”，详细分析了缓存一致性协议（Coherence Protocol）背后的设计哲学，以及操作系统如何通过内存管理单元（MMU）进行地址翻译和保护，这些内容通常需要研究生阶段才会接触的深度，但作者用平实的语言将它们梳理得井井有条。特别是关于虚拟内存的实现部分，它不仅讲解了页表（Page Table）的结构，还配有清晰的流程图展示了TLB（Translation Lookaside Buffer）未命中时，CPU如何逐级查找物理地址的过程，每一个步骤的延迟和开销都被量化分析，这对于理解现代操作系统性能瓶颈的来源至关重要。这本书的价值就在于，它能让你在掌握原理的同时，自然而然地建立起对高性能计算系统的直观感受。

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这本书的装帧和排版实在是让人眼前一亮，那种沉稳又不失现代感的深蓝色封皮，配上清晰锐利的字体，初次拿到手里就感觉内容一定扎实可靠。我原本以为像“计算机原理”这种听起来就有些枯燥的学科，内容会是那种密密麻麻、让人望而生畏的教科书样式，但拿到这本书后发现完全不是这么回事。它在章节的划分上非常人性化，每一章的引言都用很生活化的例子开篇，比如从我们日常使用的智能手机如何实现从输入到输出的整个过程，来引导我们进入到逻辑门、布尔代数这些基础概念中去，这种循序渐进的方式极大地降低了初学者的心理门槛。更难得的是，书中的图示设计非常精妙，那些复杂的总线结构、CPU内部结构，不再是简陋的线条图，而是采用了立体感和色彩搭配都非常到位的示意图，很多关键概念甚至配上了历史演变的图示，让你能清晰地看到技术是如何一步步迭代发展至今的。阅读过程中，我发现作者在讲解复杂算法时，总是先提供一个宏观的框架，然后再层层深入到具体的微观实现，这种处理方式让我这个非科班出身的读者也能抓住核心脉络，而不是在细节中迷失方向。总体而言，从视觉体验到内容引导，这本书都展现了极高的专业素养和对读者体验的深刻理解。

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