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出版者:电子工业出版社

作者:(美)罗斯|译者

出品人:

页数:453

译者:

出版时间:2008-8

价格:55.00元

装帧:平装

isbn号码:9787121067280

丛书系列:

图书标签:

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好的，以下是关于一本不包含《数字系统设计与VHDL》内容的图书的详细简介： --- 图书名称：量子计算导论：原理、算法与未来展望 作者： 知名物理学家与计算机科学家团队 出版社： 科技前沿出版社 预计页数： 600页 定价： 188.00元 --- 图书简介： 《量子计算导论：原理、算法与未来展望》是一本全面、深入且面向初学者的教科书，旨在为读者构建坚实的量子信息科学基础。本书摒弃了传统计算的二进制思维定式，带领读者进入一个由叠加态、纠缠态和量子隧道效应主导的奇妙世界。本书的编写严格遵循从基础物理原理到前沿应用算法的逻辑脉络，确保读者能够系统地理解量子计算的本质及其巨大潜力。 第一部分：量子力学基础与信息载体 本书的前四章为理解量子计算奠定了必要的物理学基础。我们首先从经典物理学的局限性出发，引出量子力学的基本概念。重点讲解了波函数、薛定谔方程的定态解以及测量的概率解释。为了使读者能够无缝过渡到计算理论，我们用整整一章的篇幅详细阐述了希尔伯特空间、算符理论和本征值问题，这些是描述量子态和量子操作的数学工具。 随后，本书引入了量子比特（Qubit）的概念，将其作为信息的基本单元。与经典比特的“0或1”确定性不同，量子比特的叠加态特性被详尽剖析。我们不仅介绍了狄拉克符号（Bra-Ket Notation）的规范用法，还深入探讨了单比特和多比特系统的状态空间扩展。特别是对量子纠缠现象的讨论，它被视为量子计算超越经典计算能力的关键资源，并配有直观的物理模型解释贝尔态的特性。 第二部分：量子逻辑门与电路设计 在掌握了量子信息载体的特性后，本书进入量子电路的设计层面。我们详细介绍了构成通用量子计算机的基本逻辑操作单元——量子门。涵盖了泡利矩阵门（X, Y, Z）、阿达马尔门（Hadamard），以及用于实现通用性的单比特旋转门。 书中最大的篇幅之一专门用于讲解两比特门，尤其是控制非门（CNOT）。我们通过矩阵乘法和张量积的方式，清晰地展示了CNOT门如何实现量子逻辑中的“控制”与“操作”关系，并阐述了它是构建更复杂多比特量子算法的基石。 为了培养读者的电路设计思维，本书引入了“量子电路图”的标准表示法，并提供了大量实例演示如何通过组合基本门来构建特定的逻辑功能，例如量子傅里叶变换（QFT）的基本模块构建。此部分侧重于逻辑操作的实现，而非硬件细节，使读者专注于算法层面。 第三部分：核心量子算法与计算模型 本部分是本书的理论核心，聚焦于那些展示出量子计算指数级或多项式加速潜力的关键算法。 我们首先系统地介绍了量子并行计算的思想，解释了量子算法如何通过一次对叠加态的酉变换操作，实现对输入空间中多个函数值的并行计算。 随后，本书对两个里程碑式的算法进行了深入剖析： 1. Deutsch-Jozsa 算法： 作为第一个展示量子优越性的算法，本书详细分析了它在判断函数性质上的效率提升，并用清晰的数学步骤和直观的几何解释来阐明其工作原理。 2. Shor 算法： 针对大数因式分解这一经典难题，本书细致地拆解了Shor算法的两个主要部分：量子周期查找子程序（依赖于量子傅里叶变换）和经典约简过程。本书力求在不涉及过于深奥的数论背景下，让读者理解其潜在的密码学意义。 3. Grover 搜索算法： 针对无结构数据库的搜索问题，本书详尽地展示了Grover迭代（振幅放大技术）的几何意义，计算其 $sqrt{N}$ 的加速效果，并讨论了如何优化迭代次数以达到最优解。 第四部分：物理实现、误差与未来挑战 理解量子计算的潜力，同样需要了解其实际操作的难度。本书最后一部分转向了实现层面和前沿研究方向。 我们概述了当前主流的物理实现方案，包括超导量子比特（如Transmon）、离子阱、光子量子计算等。对于每种方案，本书都讨论了其优点（如相干时间长短、门操作速度）和面临的工程挑战，特别是退相干问题。 此外，书中专门开辟章节讲解了量子纠错码（QEC）的基本思想，解释了如何利用编码和冗余来对抗环境噪声对量子信息的影响。我们介绍了如表面码（Surface Codes）等新兴的容错计算架构的概念框架。 总结与展望： 《量子计算导论》的结尾展望了量子计算在材料科学模拟、金融建模、优化问题以及人工智能领域的未来应用前景。本书的目标是培养具备扎实理论基础、能够理解当前研究热点并展望未来技术方向的新一代科研人员和工程师。本书的每一章后都配有精心设计的习题，以巩固读者的理解和分析能力。 --- 目标读者： 计算机科学、物理学、电子工程、数学等相关专业的高年级本科生、研究生，以及对前沿计算技术充满热情的专业人士。阅读本书需具备线性代数和基础微积分知识。

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让我印象最深刻的是，这本书不仅仅停留在理论层面，而是提供了大量实用的设计技巧和工程经验。例如，在讲解时序约束时，它会详细说明如何设置时序约束，以及这些约束对最终FPGA性能的影响。在讲解代码优化时，它会给出具体的VHDL代码示例，并分析不同优化方法的优劣。这些内容对于我这样的自学者来说，简直是无价之宝，让我能够少走很多弯路，快速掌握数字设计的核心技术。读完这本书，我感觉自己仿佛经历了一次完整的数字系统设计之旅，对FPGA和VHDL有了全新的认识。

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而且，这本书的VHDL代码示例，都非常贴近实际工程应用。它们不是那种为了演示语法而设计的“玩具”代码，而是经过深思熟虑，考虑了可读性、可维护性和综合效率的。我尝试着将书中一些模块的代码应用到我的项目中，发现不仅能够顺利综合，而且性能指标也相当不错。特别是书中关于状态机优化，例如使用one-hot编码、格雷码编码等，以及如何根据时序要求选择合适的编码方式，这些都是在实际项目中能够直接带来性能提升的宝贵经验。作者在编写这些代码时，显然是结合了大量的工程实践，这一点对于我这样的工程师来说，价值连城。

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对于VHDL语言的学习，这本书的处理方式更是让我拍案叫绝！我之前尝试过一些VHDL的书籍，但总是感觉它们要么过于晦涩难懂，要么就是流于表面，无法真正领会到VHDL作为一种硬件描述语言的精髓。但《数字系统设计与VHDL》完全不同，它将VHDL语言的学习融入到了数字系统设计的实践中。也就是说，你不是为了学VHDL而学VHDL，而是为了实现数字系统而学习VHDL。这种“以终为始”的学习路径，让我觉得学习过程充满了目标感和成就感。书中对VHDL的语法讲解细致入微，但更重要的是，它通过大量的实际电路设计案例，展示了如何用VHDL来描述和仿真这些电路。从简单的加法器、计数器，到复杂的ALU、微处理器控制器，这本书涵盖了绝大多数数字设计中的经典模块。我尤其喜欢书中关于testbench的设计讲解，这部分对于验证设计的正确性至关重要，而很多教材往往会忽略或者浅尝辄止。这本书提供的testbench编写范例，清晰易懂，让我能够快速掌握如何为自己的设计编写有效的测试激励。

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我是一名正在准备研究生入学考试的电子信息工程专业的学生。在复习数字电路和微机原理等科目时，我一直苦于找不到一本能够将理论知识与实际应用紧密结合的书籍。《数字系统设计与VHDL》的出现，简直是为我量身打造的！它不仅巩固了我对数字逻辑基础知识的理解，更重要的是，它让我看到了这些知识在实际工程中的应用方式。书中对各种数字模块的VHDL描述，让我能够将书本上的电路图转化为可执行的代码，并通过仿真验证其功能。这对于理解微处理器等复杂系统的工作原理非常有帮助。

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我是一名喜欢挑战新事物的电子爱好者，尤其对嵌入式系统和FPGA的结合情有独钟。在自学过程中，我尝试过很多资料，但总觉得有些零散，缺乏系统性。《数字系统设计与VHDL》这本书，简直就是我一直在寻找的“宝藏”！它的内容非常丰富，从数字系统设计的基础概念，到VHDL语言的精妙运用，再到实际的电路设计案例，无所不包。

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我是一名有几年经验的数字逻辑工程师，一直专注于FPGA的应用开发。在工作中，我经常需要接触各种复杂的数字逻辑模块，但有时会觉得自己的理论基础不够扎实，尤其是在处理一些性能优化或者功耗控制的问题时，会感到力不从心。翻开《数字系统设计与VHDL》，我简直如获至宝！这本书的内容深度和广度都远超我的预期。书中对于时序分析、时钟域交叉、异步复位同步释放等高级主题的探讨，让我茅塞顿开。那些困扰我许久的实际工程问题，在这本书里都找到了清晰的解答。例如，关于时钟域交叉问题，书中不仅列举了各种潜在的隐患，还详细介绍了同步器、FIFO等解决方案，并深入分析了它们的优劣势。这对于我优化现有设计，提升系统稳定性具有极大的指导意义。

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此外，这本书在讲解VHDL语言时，非常注重与硬件实现的联系。它会强调哪些VHDL语句在综合后会生成哪些逻辑单元，以及如何通过调整VHDL代码来影响最终的硬件实现。这一点对于理解FPGA的底层工作机制，以及如何写出高效的硬件描述代码至关重要。我特别喜欢书中关于时序约束和优化的章节，这部分内容对于我理解和掌握FPGA设计流程，以及提高设计性能有着极大的帮助。这本书为我打开了一扇通往数字IC设计世界的大门，让我对未来的学习和研究充满了信心。

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这本《数字系统设计与VHDL》简直是我近年来遇到的最令人振奋的教材！作为一名正在摸索数字IC设计方向的在校学生，我一直在寻找一本能够扎实打好基础，又能让我快速上手实际应用的宝典。读完这本书，我可以说，我的愿望实现了！首先，书中对数字系统设计基本概念的讲解，简直是清晰到极致。从最基础的逻辑门、组合逻辑、时序逻辑，到更复杂的状态机、流水线设计，作者都循序渐进地展开，仿佛是把我从门外领进了数字设计的殿堂。每一章都配有丰富的图示和例题，让我能够直观地理解抽象的理论。尤其让我印象深刻的是关于时序逻辑的设计部分，书中不仅仅是罗列了D触发器、JK触发器等，更深入地剖析了它们的工作原理、时序约束，以及如何在实际电路中避免亚稳态等关键问题。这一点对于初学者来说至关重要，很多时候我们被理论绕晕，就是因为无法理解这些微妙的细节。

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作为一名高校数字逻辑课程的教师，我一直在寻找一本能够完美契合我教学理念的教材。我希望我的学生不仅能够掌握数字逻辑的基础理论，更能理解硬件描述语言的魅力，并具备初步的数字系统设计能力。《数字系统设计与VHDL》这本书，完全达到了我的期望！它以极其严谨的态度，系统地讲解了数字系统设计的核心概念，从最基本的逻辑运算到复杂的微处理器结构，都做了详尽的阐述。

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更让我欣喜的是，书中对VHDL语言的引入和讲解，是如此的自然和实用。它不是孤立地介绍语言的语法，而是将VHDL的应用贯穿于整个数字系统设计的过程中。学生们可以通过书中提供的丰富案例，直接学习如何用VHDL来描述和仿真各种数字电路。从简单的组合逻辑到复杂的时序逻辑，再到微处理器级别的设计，学生们能够循序渐进地掌握VHDL的精髓，并将其应用于实际的FPGA开发项目中。这本书为我的教学提供了坚实的理论基础和丰富的实践素材，我相信它一定能帮助我的学生们打下坚实的数字设计功底。

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