简明计算机组成原理

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页数:250
译者:
出版时间:2008-10
价格:27.00元
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isbn号码:9787561827918
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机组成原理
  • 计算机体系结构
  • 数字逻辑
  • 汇编语言
  • 计算机硬件
  • 基础知识
  • 高等教育
  • 教材
  • 计算机科学
  • 电子工程
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具体描述

《简明计算机组成原理》面向高职高专院校计算机类各专业,以职业岗位核心技能培养为目标,以课程体系要求为依据,以教授基础知识和基本技能为主体,突出实用特点。书中主要讲解计算机系统内部的组成原理,如运算方法与运算器、控制器、存储器、输入/输出设备等;同时介绍计算机系统结构的概念、计算机中的数据表示、指令系统、总线技术、并行处理与流水线技术、向量处理机、多处理机等。

《简明计算机组成原理》融入作者多年教学和科研实践经验及体会,内容讲解深入浅出,相关知识层次清晰,体现出模块化处理的特点,从简单的系统概念引入,详细剖析各组成部分,强调专业知识与工程实践相结合,注重专业技术与实践技能的培养。

《深入理解计算机系统》 这是一本剖析计算机系统如何工作的权威指南,它将带你踏上一段令人着迷的旅程,从二进制位的底层细节到构成现代计算机的各种复杂组件。本书深入探讨了计算机硬件和软件之间错综复杂的相互作用,揭示了处理器、内存、存储设备以及各种接口如何协同工作,以执行我们日常使用的应用程序。 我们将从最基础的层面开始,理解数据是如何在计算机内部表示和处理的。你将学习到二进制、十六进制等计数系统的原理,以及这些数字如何映射到物理硬件上的电信号。接着,我们将深入研究中央处理器(CPU)的核心架构,了解指令集架构(ISA)是如何定义处理器能够执行的基本操作的。你会发现流水线、缓存、分支预测等关键技术如何提升CPU的性能,以及它们在现代高性能计算中的作用。 本书将详细阐述内存系统的工作原理,包括主存(RAM)的组织方式、内存寻址机制以及虚拟内存的概念。你将理解为什么内存的速度至关重要,以及操作系统如何管理内存以确保程序的公平访问和有效利用。我们还将探讨存储设备,如硬盘驱动器(HDD)和固态驱动器(SSD),了解它们的工作原理、数据存储方式以及它们与内存之间的性能差异。 此外,本书还会深入介绍输入/输出(I/O)系统,分析各种I/O设备(如键盘、鼠标、显示器、网络接口卡)是如何与计算机进行通信的。你将了解中断、直接内存访问(DMA)等机制如何提高I/O效率,以及它们在支持丰富多样的用户交互和网络通信中的关键作用。 本书的一大亮点在于其对操作系统如何在硬件之上构建抽象层进行了详细的阐释。你将理解操作系统如何管理硬件资源,例如CPU调度、内存分配、文件系统管理和进程/线程管理。这些抽象层使得程序员能够以一种更高级、更易于理解的方式来开发应用程序,而无需关心底层的硬件细节。 除了核心的硬件组成,本书还将触及一些重要的系统软件概念,例如编译器、汇编器、链接器和加载器。你将了解源代码是如何一步步被转化为可以在计算机上执行的机器码的,以及链接器和加载器在将多个编译后的模块组合成可执行程序中的作用。 为了帮助你更直观地理解这些概念,本书将包含大量的插图、图表和精选的示例代码。这些丰富的视觉辅助材料将帮助你建立起对计算机系统整体运作的清晰认识。此外,本书还提供了丰富的练习题和项目,鼓励读者动手实践,从而加深对理论知识的理解。 《深入理解计算机系统》适合所有对计算机底层运作原理感兴趣的读者,无论是计算机科学专业的学生、软件工程师,还是对技术充满好奇心的业余爱好者,都能从中获益匪浅。掌握本书的内容,你将不再仅仅是计算机的使用者,更能成为一位真正理解其强大之处的“系统玩家”。它将为你打开一扇通往更深层次技术理解的大门,让你在未来的技术学习和职业发展中拥有更坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书在图示的应用上堪称典范,极大地提升了阅读体验和学习效果。作者非常懂得“一图胜千言”的道理,在讲解那些抽象、难以理解的概念时,总是辅以精心绘制的图表。例如,在讲解CPU流水线时,书中出现的示意图清晰地展示了指令在不同阶段的执行情况,不同颜色的方块代表不同的指令,箭头指示了它们在流水线上的流动方向,这种可视化呈现方式,让我瞬间就明白了流水线工作的原理,以及可能出现的冲突问题,比纯文字的描述要直观太多了。再比如,在讲解存储器的结构时,书中提供的逻辑门电路图,以及存储单元的排列示意图,都帮助我更好地理解了数据的存储和读取过程。这些图示并非简单的插图,它们与文字内容紧密结合,相互印证,共同构成了一个完整的知识体系。我特别欣赏的是,作者在图示旁边都会有详细的文字说明,解释图中每一个元素代表的含义,以及它们之间的关系,这避免了图示带来的潜在理解歧义,让我能够更准确地把握图示所要传达的信息。

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这本书的整体风格非常注重实践性,尽管它是一本理论书籍,但作者总是不遗余力地将理论与实践相结合。在讲解完某个硬件组件的功能后,作者常常会提及它在实际计算机系统中的应用,以及它对计算机性能的影响。例如,在讲解缓存一致性问题时,作者会简单介绍MESI协议,并解释它在多处理器系统中是如何保证数据一致性的。这种将理论与实际工程问题联系起来的讲解方式,让我觉得学习计算机组成原理不再是枯燥的理论灌输,而是能够为解决实际问题提供指导。我特别喜欢的是,书中会穿插一些“设计启示”或者“性能优化”的小提示,这些内容虽然篇幅不长,但却能够让我窥见一些工程实践中的智慧,例如,为什么某些指令的执行速度会比其他指令快?如何通过优化指令序列来提高程序性能?这些内容对于我这样一个渴望将所学知识应用于实际开发的人来说,非常有启发性。

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本书的章节安排非常合理,循序渐进,让我在学习过程中感觉非常顺畅。作者并没有将整个计算机系统一次性抛给读者,而是有条不紊地进行讲解。从最基础的数制和编码开始,然后过渡到逻辑门电路和组合逻辑,接着是时序逻辑电路,再逐步深入到CPU的结构和指令集,最后才讲解存储器和I/O设备。这种由低到高的设计,就像是在搭建一座大厦,先打好坚实的地基,再一层层往上加盖。我之前学习计算机组成原理的时候,常常会感到迷茫,不知道从何处入手,这本书的清晰结构让我不再有这种困扰。每当我学完一个章节,都会感觉自己对计算机的理解又进了一步,并且为学习下一章的内容做好了充分的准备。这种逻辑严密的章节划分,让我能够始终保持学习的动力和兴趣,因为我知道,我每前进一步,都在朝着更全面、更深入的理解迈进。

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本书的术语解释非常到位,准确且易于理解。在初次接触一个新概念时,作者都会给出清晰的定义,并且会解释这个术语在计算机组成原理中的重要性。我特别喜欢的是,作者在第一次出现一个专业术语时,都会用粗体字标注,并且在后面的内容中,会反复提及,加深读者的印象。而且,书中还常常会将一些相关的术语进行对比,比如,指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)的区别,以及它们各自的作用。这种对比性的解释,能够帮助我更清晰地辨别不同概念之间的细微差别,避免混淆。更令人欣喜的是,本书的附录中通常会包含一个术语表,当我忘记某个术语的含义时,可以快速查阅,这对于我这种记忆力不是特别好的人来说,简直是太有用了。这种对细节的关注,让我觉得作者真的是站在读者的角度,去思考如何才能让学习过程更加顺畅和高效。

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这本书的知识点覆盖面广,但讲解却十分到位,给人一种“麻雀虽小,五脏俱全”的感觉。它从计算机的宏观架构,到CPU的微观运作,再到内存、I/O设备的交互,都进行了系统性的介绍。我之前对计算机组成原理一直存在一种模糊的认识,总觉得它是一堆复杂而孤立的概念的集合,而这本书则像一根红线,将这些概念巧妙地串联了起来。作者在讲解指令集架构时,让我明白了不同类型的指令是如何与硬件相结合,去完成各种计算任务的。在介绍内存层次结构时,我才真正理解了为什么会有缓存、主存、外存之分,以及它们在性能上的差异。而关于I/O设备的控制,则让我了解了计算机是如何与外部世界进行信息交互的,这些内容虽然看似零散,但通过作者的梳理,我发现它们都是构成一个完整计算机系统的不可或缺的组成部分。更重要的是,书中不仅讲解了“是什么”,还侧重于讲解“为什么”,比如,为什么需要中断机制?为什么要有DMA?这些“为什么”的解答,让我的理解更加深入,不再是死记硬背,而是真正地理解了这些设计的逻辑和必要性。

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这本书的封面设计朴实无华,封面的蓝色调给人一种沉静、专业的感觉,没有花里胡哨的图饰,仿佛直接点明了它“简明”的主题,不希望在外观上做过多修饰,而是将精力和内容放在了核心的知识传递上。翻开书页,纸张的触感也很扎实,不是那种过于光滑的印刷纸,而是略带些许粗糙感的,这样在阅读过程中不容易反光,长时间阅读眼睛会觉得比较舒适,这一点对于一本需要细细品味的计算机组成原理书籍来说,是很重要的细节考量。目录的编排也很清晰,每一章的标题都直观地反映了其内容,像是“CPU的核心——运算器与控制器”、“内存的奥秘——指令与数据的存储”等等,这种清晰的结构让我能够迅速把握全书的脉络,知道接下来要学习的重点是什么,也方便我根据自己的理解程度和薄弱环节进行查阅和复习。我特别喜欢的是作者在引入每一个概念时,都会先从一个宏观的视角来介绍它的作用和重要性,然后再逐步深入到具体的细节,这种由浅入深的讲解方式,让我这个初学者能够很快建立起对整个计算机系统工作流程的初步认识,而不会一开始就被大量的专业术语和复杂的逻辑所淹没,感觉自己是在一个友好的向导的带领下,一步步探索计算机的内部世界,而不是被丢进一个充满陷阱的迷宫。

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这本书的例题和习题设计得非常精妙,完全服务于教学目标。它不是那种为了凑数量而设置的题目,而是紧密结合了每一章节讲解的重点内容。我记得在学习完关于指令译码和执行的部分后,书中出现了一系列关于模拟指令执行流程的题目,需要我根据给定的指令序列,一步步推导出CPU的状态变化,包括寄存器的内容、程序计数器的值等等。这些题目虽然需要花费一些时间和精力去演算,但每完成一道题,我都感觉自己对CPU工作原理的理解又上了一个台阶。此外,书中还包含了一些开放性的思考题,这些题目没有标准答案,而是鼓励读者去发挥自己的想象力,去思考如何优化设计、如何解决实际问题。我非常喜欢这类题目,它们能够激发我的创造力,让我尝试着用书本上的知识去解决一些实际的工程问题,尽管我还没有能力去实现,但这种思考的过程本身就是一种极大的提升。而且,书中提供的习题解答也很详尽,对于我这种容易卡住的读者来说,简直是救星,能够帮助我及时发现自己的错误,并理解正确的解题思路。

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这本书的深度把握得恰到好处,既有足够的理论深度,又不至于让初学者望而却步。它没有回避那些复杂的细节,比如CPU内部的微操作,指令译码的逻辑,或者内存管理单元(MMU)的工作原理,但作者总是能够找到一种简洁明了的方式来解释它们。我尤其欣赏的是,作者在讲解一些核心的理论时,会引用一些经典的案例或者研究成果,这让我了解到这些理论是如何发展而来的,以及它们在实际应用中的价值。虽然书中的某些部分涉及一些数学公式,但我发现作者在引入公式时,都会详细解释公式的含义,以及它所代表的物理意义,而不是简单地罗列。这让我能够理解公式背后的逻辑,而不是仅仅停留在符号的层面。总而言之,这本书在知识的广度和深度之间取得了一个很好的平衡,既能够为我打下坚实的理论基础,又能够让我对计算机的实际工作原理有一个清晰的认识,为我日后的深入学习和实践奠定了良好的基础。

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这本书的语言风格非常平实,没有过多的学术腔调,读起来有一种亲切感。作者在解释一些晦涩的概念时,常常会用一些贴近生活的比喻,比如将寄存器比作CPU的“随身小本子”,用来快速记录和取用临时数据,又或者将总线比作计算机内部的“信息高速公路”,负责数据在各个组件之间的传输。这些生动形象的比喻,极大地降低了理解门槛,让我能够更容易地抓住核心要点,而不是被那些枯燥的专业术语所困扰。同时,作者在行文中也保持着一种严谨的态度,虽然语言通俗易懂,但对于关键的技术细节,他又能够做到精确描述,毫不含糊。这种“简明”并非牺牲深度,而是追求以最有效的方式将知识传递给读者。我尤其喜欢作者在讲解二进制、逻辑运算等基础知识时,所采用的图文并茂的方式,大量的示意图和流程图,将抽象的逻辑过程可视化,让我能够直观地看到数据是如何在电路中流动的,以及逻辑门是如何工作的。这对于我这种视觉型学习者来说,简直是福音,让我事半功倍。

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这本书的内容组织逻辑性极强,让我能感受到作者在内容编排上花费了大量的心思。它不像某些教材那样,将复杂的概念一股脑地堆砌在一起,而是循序渐进,层层递进。例如,在讲解CPU的构成时,作者并没有直接跳到晶体管的电路图,而是先从CPU在整个计算机系统中的地位出发,然后逐步拆解其核心部件,如运算器和控制器,并详细阐述了它们各自的功能和相互配合的方式。在介绍运算器时,作者巧妙地运用了类比,将复杂的逻辑门电路比作生活中的开关和门,使得抽象的概念变得生动易懂。接着,在讲解控制器时,他又详细解释了指令周期、时钟信号等概念,并清晰地展示了指令是如何被 fetch、decode、execute 的,这个过程的描述真的如同抽丝剥茧一般,让我对CPU如何执行程序有了非常深刻的理解。我尤其欣赏的是,作者在讲解完一个相对复杂的模块后,总会适时地给出一些小练习或者思考题,这些题目不仅能够帮助我巩固刚刚学到的知识,更能引导我主动去思考,去将理论与实际相结合,而不是被动地接受信息。这种互动式的学习方式,极大地提升了我的学习效率和参与度,让我感觉自己不再是一个旁观者,而是真正地参与到了知识构建的过程中。

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