计算机硬件技术习题与实验指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:石油工业

作者:杨王黎

出品人:

页数:118

译者:

出版时间:2007-8

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787502161514

丛书系列:

图书标签:

• 计算机硬件
• 硬件技术
• 习题
• 实验
• 计算机基础
• 电子技术
• 微机原理
• 装机
• 维修
• 实训

计算机外设与接口技术 面向现代信息处理的硬件基础构建与实践 第一章 计算机系统概述与基础架构 本章旨在为读者构建对现代计算机系统整体架构的清晰认知。我们将深入探讨计算机系统的核心组成部分，包括中央处理器（CPU）、存储器层次结构（寄存器、高速缓存、主存、辅助存储）、输入/输出（I/O）系统以及系统总线。重点分析不同层级存储设备的性能指标（如延迟、带宽、容量）及其在系统性能中的作用。同时，对冯·诺依曼和哈佛体系结构进行比较分析，并介绍指令集架构（ISA）的基础概念，包括精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）的特点与发展趋势。本章还将涉及计算机的电源管理、散热设计的基本原理，为后续深入理解硬件的物理实现奠定基础。 第二章 微处理器与并行处理技术 本章聚焦于计算机的“大脑”——微处理器。内容涵盖CPU的核心功能单元，如算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、程序计数器（PC）和指令寄存器。详细阐述指令的取指、译码、执行和写回（Fetch-Decode-Execute Cycle）过程。在此基础上，我们将深入探讨提高CPU性能的关键技术：指令流水线技术（Pipeline Hazards及其解决）、超标量（Superscalar）架构、乱序执行（Out-of-Order Execution）以及分支预测机制的原理与实践。此外，本章还将介绍多核处理器（Multi-core）的结构、线程级并行（TLP）和指令级并行（ILP）的概念，并简要介绍GPU（图形处理器）作为通用计算加速器（GPGPU）的架构特点。 第三章 存储器技术与管理 存储系统是决定计算机性能的关键瓶颈之一。本章全面梳理半导体存储器的类型、工作原理和特性。重点讲解易失性存储器（DRAM、SRAM）的单元结构、刷新机制和读写操作的时序。对于非易失性存储器，将深入介绍传统机械硬盘（HDD）的磁记录原理、读写磁头结构和数据寻道机制。在此基础上，着重分析固态硬盘（SSD）的核心技术，包括NAND闪存的存储单元（SLC、MLC、TLC、QLC）的差异、磨损均衡（Wear Leveling）算法以及主控芯片（Controller）在提高SSD性能和寿命中的作用。最后，本章探讨虚拟内存（Virtual Memory）的管理机制，包括地址翻译过程、页表结构以及TLB（Translation Lookaside Buffer）在加速地址转换中的重要性。 第四章 总线、接口与数据传输 本章探讨计算机内部各个组件之间如何高效、可靠地交换数据。我们将详细分析系统总线的结构，包括地址总线、数据总线和控制总线的功能划分。重点介绍现代高性能总线标准，如PCI Express (PCIe) 的拓扑结构、差分信号传输、事务层（Transaction Layer）和数据链路层（Data Link Layer）的协议机制，分析其点对点（Point-to-Point）的连接优势。此外，本章还将介绍内存总线（如DDR标准）和I/O总线的差异，以及仲裁机制（Arbitration）在共享总线环境下的实现方式，确保数据传输的有序与冲突避免。 第五章 输入/输出（I/O）系统与设备驱动 本章聚焦于计算机如何与外部世界交互。我们将系统地介绍I/O控制器（I/O Controller）的功能，以及I/O设备与CPU之间数据交换的三种基本方式：程序控制I/O、中断驱动I/O和直接内存访问（DMA）。DMA机制的详细工作原理是本章的重点，包括DMA控制器的工作流程和对系统总线的占用管理。本章还将分析各种常见的外部I/O接口标准，如USB（通用串行总线）的拓扑结构、供电管理和不同代际（如USB 3.x, USB 4）的传输速率差异。最后，简要介绍操作系统中设备驱动程序的基本概念及其在硬件抽象层中的作用。 第六章 计算机体系结构性能评估与能效设计 理解如何量化和优化计算机系统的性能至关重要。本章介绍衡量计算机性能的基准指标，如MIPS、FLOPS、时钟周期时间以及指令周期的概念。重点讲解如何使用著名的性能公式（如CPU时间公式）来分析和预测系统瓶颈。我们将探讨功耗与性能之间的平衡关系，介绍功耗墙（Power Wall）的挑战。内容包括动态功耗与静态功耗的来源，以及电压/频率调节（DVFS）技术在实现能效比最优解中的应用。本章还将讨论硬件层面的容错与可靠性设计，例如错误检测与纠正码（ECC）在存储和内存系统中的应用原理。 第七章 嵌入式系统与专用加速器概述 本章将视野扩展到专用计算领域。我们将概述嵌入式系统的基本特点（资源受限、实时性要求、低功耗），以及常见的微控制器（MCU）架构。重点分析专用集成电路（ASIC）和现场可编程门阵列（FPGA）在特定计算任务加速中的优势与应用场景。讨论如何利用并行性设计专用的硬件加速器，例如网络数据包处理单元或加密/解密模块，以突破通用CPU在特定算法上的性能限制。本章为理解未来异构计算的发展趋势提供必要的硬件背景知识。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

这本书的印刷质量实在是令人刮目相看，纸张厚实，装帧考究，拿在手里沉甸甸的，透着一股专业范儿。内页的排版也相当用心，字迹清晰锐利，图表线条分明，即使是复杂的电路图也能一目了然。我特别欣赏它在细节处理上的严谨，比如章节标题的字体选择，既有现代感又不失学术的庄重，让人在长时间阅读后也不会感到视觉疲劳。这种对实体书质感的重视，在如今这个电子阅读盛行的时代，显得尤为珍贵。它不仅仅是一本学习资料，更像是一件值得收藏的工具书，每一次翻阅都能感受到出版方在制作上的匠心独运，这对于我们这些需要经常查阅和动手操作的读者来说，无疑是极大的加分项。书本的开合度设计得很合理，平摊时非常顺手，方便对照参考，这在使用过程中体验极佳。

评分☆☆☆☆☆

这本书的内容编排逻辑性强得让人拍案叫绝，它不像一些教科书那样将知识点堆砌在一起，而是采用了一种螺旋上升的结构。从最基础的概念开始引入，然后逐步深入到复杂的系统架构，每深入一层，都会巧妙地回顾并加深对前一阶段知识点的理解。尤其值得称道的是，作者在理论阐述后紧接着就用大量生动的实例来佐证，使得抽象的原理瞬间变得具体可感。我发现自己不再是单纯地记忆知识，而是真正理解了硬件组件间是如何协同工作的。这种由浅入深、循序渐进的叙述方式，极大地降低了初学者的学习门槛，同时也保证了高阶学习者能够找到足够深度和广度的内容进行探索，显示出作者对不同层次读者的深刻洞察。

评分☆☆☆☆☆

与其他同类书籍相比，这本书的创新之处在于它不仅仅停留在“是什么”和“为什么”的层面，更注重“如何去验证”和“实际应用中会遇到什么问题”。虽然我还没来得及深入到实验指导部分，但从目录和理论章节的布局来看，它显然是将理论与实践紧密结合的典范。许多章节在讲解完核心理论后，都会立刻引出在实际设计或故障排查中可能出现的陷阱和相应的解决思路。这种前瞻性的视角，极大地培养了读者的工程思维，让我意识到学习硬件不仅仅是掌握知识点，更重要的是培养发现问题、解决问题的能力，这对于未来的职业发展至关重要，它提供的远超一本普通教材的价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格简直像一位经验丰富、和蔼可亲的资深工程师在耳边娓娓道来，完全没有那种拒人于千里之外的刻板说教感。行文流畅自然，术语的解释恰到好处，既准确专业，又通俗易懂。作者似乎非常懂得如何用最精炼的语言描述最复杂的现象，避免了冗长和重复。我尤其喜欢它在讲解一些关键技术瓶颈时的那种旁征博引，偶尔还会穿插一些行业内的轶事或发展趋势的讨论，这极大地丰富了阅读的趣味性，让学习过程不再枯燥。读起来感觉很“对味”，像是和一位真正懂行的前辈在交流心得，而不是在啃一本冷冰冰的教材，这种亲切感是很多专业书籍所欠缺的。

评分☆☆☆☆☆

这本书在概念阐释的全面性上做得非常到位，它似乎穷尽了所有可能影响硬件性能的关键因素，并将它们系统地整合在一起。无论是从底层的晶体管特性讲起，到中层的总线协议和内存管理，再到高层的系统级优化策略，几乎涵盖了一个完整硬件工程师需要掌握的全景知识图谱。我尝试去寻找一些通常被教材忽略的边缘细节，比如特定接口的时序要求或者功耗管理机制，令人惊喜的是，这些内容在这本书里都有详尽的论述。这表明作者的知识储备极其深厚，并且在内容的取舍上保持了极高的专业水准，确保读者能获得一个全面且无偏颇的知识体系构建基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆