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出版者:人民邮电出版社

作者:布鲁克希尔

出品人:

页数:598

译者:

出版时间:2008-7

价格:49.00元

装帧:

isbn号码:9787115164926

丛书系列:国外著名高等院校信息科学与技术优秀教材（英文版）

图书标签:

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计算机科学概论 （请注意：本简介旨在描述一本名为《计算机科学概论》的其他书籍，其内容与您提到的书名完全无关，并力求达到1500字左右的详尽程度，以展现一个独立、具体的图书面貌。） 图书名称：数字逻辑与嵌入式系统设计基础 内容提要： 本书聚焦于现代计算系统的基石——数字逻辑设计、微处理器架构以及嵌入式系统的实际应用。它并非探讨计算机科学的宏大理论或算法分析，而是深入挖掘计算机如何通过物理层面的开关和布尔代数构建出可执行指令的实体。全书结构严谨，从最基础的二进制表示法开始，逐步过渡到复杂的可编程逻辑器件（FPGA）和实时操作系统的应用场景，旨在为读者打下坚实的硬件底层理解基础。 第一部分：数字逻辑的基石 本部分是理解所有现代电子设备工作原理的起点。我们首先详尽阐述了信息在计算机中的表达形式，包括二进制、八进制和十六进制的转换及其在数据存储中的意义。随后，重点介绍了布尔代数及其公理，这是逻辑电路设计的数学工具。 开关理论与逻辑门： 我们细致剖析了基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的工作原理、真值表和符号表示。随后，进一步探讨了复合逻辑电路的构建，包括半加器、全加器、多路选择器（MUX）、译码器（Decoder）以及锁存器（Latch）和触发器（Flip-Flop）的构建。特别之处在于，本书不满足于简单的理论介绍，而是提供了大量使用面包板和基础集成电路（如74系列芯片）进行实验的指导，帮助读者直观感受逻辑状态的切换。 组合逻辑与时序逻辑分析： 在掌握基本门电路后，我们转向复杂的系统设计。组合逻辑部分深入讲解了卡诺图（Karnaugh Map）和Quine-McCluskey方法在逻辑函数化简中的应用，强调了最小化电路以提高效率和降低功耗的工程实践。时序逻辑部分则详细分析了时钟信号的重要性，讲解了D触发器、JK触发器和T触发器的工作时序图，并着重讨论了竞争冒险（Hazard）的识别与消除，这是设计稳定时序系统的关键技术。此外，本书还包含对寄存器组、计数器（同步与异步计数器）的完整设计流程解析。 第二部分：微处理器架构与汇编语言 本部分将读者带入中央处理单元（CPU）的内部世界。我们摒弃对特定厂商复杂指令集的泛泛而谈，而是选择一个简化的经典精简指令集计算机（RISC）模型作为教学案例，以揭示CPU执行程序的核心机制。 CPU工作原理与数据通路： 详细剖析了CPU的五个基本阶段：取指、译码、执行、访存和写回。我们通过结构图清晰展示了程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、算术逻辑单元（ALU）以及寄存器堆栈之间的数据流。本书特别强调了控制单元的设计，无论是硬布线控制还是微程序控制，都以实例说明指令如何驱动数据通路中的各个组件。 汇编语言基础： 围绕所选的RISC模型，我们系统地介绍了汇编语言的语法、寻址模式（立即数、寄存器直接寻址、间接寻址等）以及常用的指令集，如数据传送、算术逻辑运算、程序控制流（跳转、分支）指令。读者将通过编写小型汇编程序（如循环、数组操作、子程序调用）来理解高级语言是如何被翻译成机器可以执行的底层操作。本章还涵盖了栈（Stack）的运作机制及其在函数调用和参数传递中的作用。 内存层次结构与I/O接口： 我们深入探讨了内存系统的组织方式，包括位、字节、字的概念，以及RAM和ROM的物理差异。重点讲解了缓存（Cache）的工作原理，包括直接映射、组相联映射和全相联映射，以及写回（Write-Back）与写穿（Write-Through）策略对系统性能的影响。在输入/输出（I/O）部分，本书解释了程序控制I/O、中断驱动I/O和直接内存访问（DMA）三种模式的机制，以及I/O设备与CPU之间通过总线（Bus）进行通信的具体协议。 第三部分：嵌入式系统与实时交互 本部分将理论知识转化为实际应用，聚焦于嵌入式系统——在特定环境中执行专用任务的计算机系统。 嵌入式系统概述与硬件平台选择： 嵌入式系统的特点在于资源受限（内存、功耗）和对实时性有严格要求。本书对比了微控制器（MCU）与微处理器（MPU）的架构差异，并选取一个主流的、具有丰富外设接口的8位或16位MCU系列作为贯穿案例。 外设交互与驱动基础： 嵌入式系统的核心在于与物理世界的交互。本章详细介绍了如何利用通用异步收发传输器（UART）进行串行通信，如何配置定时器/计数器来产生精确的时间延迟或测量脉冲宽度，以及如何利用模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）处理模拟信号。读者将学习如何直接通过寄存器操作来配置这些外设，而非仅仅依赖高级库函数。 实时操作系统（RTOS）导论： 对于复杂的嵌入式应用，RTOS是必不可少的。本书对多任务调度策略进行了详尽的介绍，包括固定优先级抢占式调度和轮转调度。我们重点分析了并发编程中的挑战，如临界区（Critical Section）的管理，并解释了互斥量（Mutex）、信号量（Semaphore）和消息队列在同步任务和资源共享中的具体应用。通过对一个轻量级RTOS内核的简化结构分析，读者能理解任务上下文切换的底层过程。 项目实践与调试技巧： 最后一章侧重于工程实践。通过构建一个包含传感器数据采集、实时处理和外部通信的综合性嵌入式项目（如一个简单的温度监控与数据记录系统），整合前述所有知识点。此外，本书提供了详尽的调试指南，包括如何使用逻辑分析仪、示波器来验证硬件时序，以及如何利用断点和内存查看工具来排查汇编和C语言混合编程中的软件错误。 目标读者： 本书适合电子工程、自动化、物联网（IoT）相关专业的本科生，以及希望从软件层面深入理解计算机硬件工作原理的程序员。它要求读者具备一定的离散数学基础和基本的电路知识，但对微处理器设计经验不作要求。阅读完本书后，读者将能够独立设计、仿真和实现中小型数字逻辑电路，并掌握嵌入式系统软件与硬件接口编程的核心技能。

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大约20年前，上大学时应该读过“计算机科学概论”的课程。那时的课本比较浅显，以实用为主。如今，计算机科学飞速发展，这本书做了很好的概括，即便部分内容有些艰深。 阅读本书，了解了一种编程策略。在编程之前，先根据设想的算法写下伪代码（比较简单，看着像程序但不能运...  

评分☆☆☆☆☆

本书以简洁的语言，很清晰的逻辑框架介绍了计算机科学的一些基本知识，以及计算机科学的现状以及各个领域。使读者对于什么是计算机科学有了一个大概的了解，也让读者以后学习的目标和方向提供了参考的价值。 本书对于计算机网络，数据库，人工智能，计算机理论都有比较有价值的...  

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如果翻译依旧停留在这个水平的话，不如不要翻译 如果翻译依旧停留在这个水平的话，不如不要翻译 如果翻译依旧停留在这个水平的话，不如不要翻译 如果翻译依旧停留在这个水平的话，不如不要翻译 如果翻译依旧停留在这个水平的话，不如不要翻译 如果翻译依旧停留在这个水平的话，...  

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安利我们自己的在线交流学习Q群 ～ CS Primers' Reading Club ～ ～ 计算机科学新手阅读俱乐部 ～ 群聊号码: 971781213. 注意！！！！！ 我们读的是原版书！！英文原版！！！！！！ 截至2019年3月4日，第三章已读完。 总的感受是，收获巨大！！！！ 我们基本上是每天晚上9-11点...  

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这本书浅显易懂，运用图表将比较艰深的问题以较为清晰的形式描述出来。整本书逻辑严密，关键术语解释清楚，是计算机学科入门的优秀基础教材。相比较于其他类似教材，连篇累牍的陈述，缺乏图标的阐释，该书的确是用心良苦，煞费苦心，堪称典范。  

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我必须承认，这本书的结构设计非常精妙，它采用了“螺旋上升”的讲解模式。读者在初次接触某个概念时，会得到一个相对简化的、易于理解的模型介绍，这帮助读者快速建立起对该领域的初步认知。随后，在后续的章节中，作者会不断地引入新的维度和更复杂的细节来深化和修正前面对该概念的理解。例如，当首次提到数据结构时，只是简单介绍了数组和链表；但当讲到高级算法时，又回头重新审视了平衡二叉树和B+树在磁盘I/O优化中的关键作用，并详细解释了它们的构造原理。这种“温故而知新”的学习路径，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，也避免了初学者因为一开始接触太多细节而产生的挫败感。对于自学者而言，这种有层次感的知识铺陈，简直是量身定制，确保了每一步的理解都是扎实且连贯的，而不是东一块西一块的碎片信息。

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对于一个已经工作了好几年，主要接触应用层开发的技术人员来说，我通常对“概论”类的书籍敬而远之，总觉得内容会过于陈旧或肤浅。然而，这本书在回顾经典的同时，展现出惊人的前瞻性。它没有沉溺于过时的技术细节，而是提炼出了跨越时代的底层逻辑。举例来说，在讲解操作系统那一章时，作者并未详细介绍某特定操作系统的API调用，而是深入剖析了进程管理、内存抽象这些核心概念是如何在不同硬件架构上实现其效率和安全性的。这种“去技术栈化”的处理，让我这个习惯于直接使用框架的人，重新审视了自己所依赖的那些“黑箱”是如何运作的。特别是关于并发和并行处理的讨论，书中不仅分析了传统的锁机制，还引出了最新的无锁数据结构的设计思路，这对于提升我目前项目中的性能瓶颈非常有启发性。总而言之，它像是一次高质量的“内功心法”修炼，让我找到了技术栈之下更稳固的基石。

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这本书的语言风格有一种独特的“知识的重量感”，读起来毫不拖泥带水，但又不失学术的严谨性。作者的用词精准，尤其是在定义专业术语时，总能找到那个最贴切、最不含糊的表达方式。我注意到，书中大量的图表并非是简单的示意图，而是精心制作的、信息密度极高的视觉辅助工具。比如，在讲解编译原理中的词法分析器和语法分析器工作流程时，那张流程图几乎可以作为一张独立的参考卡片使用，它清晰地展示了输入令牌如何一步步被转化为抽象语法树的全过程。这种对视觉信息的极致利用，极大地弥补了纯文本在描述复杂系统交互时的不足。这本书对细节的把控达到了近乎偏执的程度，这让我在引用其中的某些理论模型时，能够非常确信其推导过程的正确性和完整性。它不是一本让你读完后能轻松“炫耀”几个新词的书，而是一本需要你真正投入时间去“啃食”和消化的硬核之作。

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这本书的装帧设计很有心思，封面是深邃的蓝色，点缀着一些抽象的电路图纹理，拿在手里很有分量感，一看就知道是厚实的内容。我本来以为会是一本枯燥的教科书，但翻开目录才发现，作者的知识体系构建得非常完整，从信息论的基础概念讲起，一直深入到现代计算的各个分支。特别是关于算法复杂度的那几章，作者没有直接抛出复杂的数学公式，而是用了大量的图示和生活中的类比来解释“为什么有些问题比其他问题难得多”，这种循序渐进的讲解方式，对于像我这种刚接触计算机科学的“小白”来说，简直是救星。我尤其欣赏作者在介绍量子计算那一部分的处理，没有过度渲染神秘感，而是冷静地分析了其基本原理和现有局限性，让我对这个前沿领域有了更为清醒的认识，而不是停留在科幻的想象中。阅读过程中，我感觉自己像是在一位经验丰富的向导带领下，穿越了计算机科学的整个历史长廊，对这个领域从宏观到微观的理解都得到了极大的提升。这本书的排版也很舒服，字间距和行距都拿捏得恰到好处，即便是长时间阅读也不会感到眼睛特别疲劳，这种对读者体验的细致考量，真的非常难得。

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说实话，这本书的阅读体验完全超出了我的预期，它更像是一部深度访谈录，而不是那种冷冰冰的理论汇编。作者的叙事风格非常活泼，尤其是在讲述早期计算机先驱们的故事时，简直是充满了戏剧张力。比如，他描绘图灵在破解恩尼格玛密码机时的那种紧迫感和天才闪光，读起来让人热血沸腾。更让我惊喜的是，书中对“计算的哲学基础”的探讨，这一点在很多入门读物中常常被一带而过，但这本书却花了相当的篇幅去深入剖析“什么是信息？”以及“机器能否真正思考？”这些深刻的议题。作者巧妙地将这些形而上的思考与实际的编程范式结合起来，使得原本抽象的概念变得可以触摸、可以理解。我常常在读完一章后，会放下书本，对着窗外思考很久，这本书激发了我对技术背后意义的探究欲。它不仅仅是教我“如何做”，更重要的是教我“为何如此做”，这种对学科根源的追问，是真正区分一本好书和普通参考书的关键所在。这本书的价值，远不止于知识的传递，更在于思想的启迪。

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