微型计算机原理与结构习题解答与实验指导

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页数:169
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出版时间:2009-1
价格:21.00元
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isbn号码:9787302184898
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  • 微型计算机原理
  • 计算机组成原理
  • 微机原理
  • 汇编语言
  • 8086
  • 实验指导
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  • 计算机基础
  • 电子技术
  • 计算机硬件
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具体描述

《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》是与《微型计算机原理与结构》(第2版)(张庆平编著)配套使用的辅助教材。书中包括了习题解答、模型计算机仿真实验指导、Intel处理器实验指导、补充习题相关内容。在随书所配的光盘中,附有模型计算机仿真实验软件以及教材中使用的所有程序,供读者在学习时使用和参考。

计算机科学导论:从比特到系统的全景探索 本书旨在为初学者构建一座坚实的桥梁,使其能够跨越抽象的理论门槛,深入理解现代计算机系统的运作基础。我们避免了对特定硬件或软件版本进行过于深入的探讨,而是将焦点置于那些贯穿所有计算平台的核心概念和底层逻辑。 第一部分:计算的基石——信息与逻辑 本部分从最基本的层面——信息与数据表示——开始,为读者构建起对计算机如何“思考”的初始认知框架。 第一章:信息与数字世界 本章首先探讨了“信息”的本质及其量化方式。我们将深入解析为什么二进制是计算机世界的通用语言。内容将涵盖: 信息的度量: 比特(bit)和字节(byte)的定义及其在信息论中的地位。 不同进制的转换: 深入解析二进制、八进制、十六进制之间的相互转换原理与实际应用场景,而非简单的公式堆砌。 数值与字符的编码: 重点解析定点数和浮点数的表示方法,包括IEEE 754标准的内在逻辑,以及ASCII、Unicode等字符编码系统如何将文字转化为机器可识别的序列。我们将详细探讨浮点数精度丢失的根本原因。 第二章:布尔代数与逻辑门电路 本章是理解数字电路设计的基础。我们不满足于简单介绍AND、OR、NOT门,而是着重于这些基本元件如何组合成更复杂的逻辑功能。 布尔代数的公理与定理: 阐述如何使用代数方法简化复杂的逻辑表达式,这对于后续的电路优化至关重要。 组合逻辑电路: 详细分析加法器(半加器与全加器)、多路复用器(MUX)和译码器的设计原理,展示如何用简单的逻辑门构建出执行算术运算的单元。 时序逻辑电路基础: 介绍触发器(Flip-Flops)的概念,包括SR、D、JK和T触发器,解释它们如何引入“记忆”功能,这是构建状态机和存储器的前提。 第二部分:硬件的骨架——组织与架构 在理解了逻辑门之后,本部分将带领读者逐步向上,构建出计算机系统的基本组织结构,探讨数据如何在这些组件间高效流动。 第三章:数字系统设计与构建模块 本章聚焦于如何利用逻辑门构建出具有特定功能的实用模块,这是CPU和存储器设计的微观视角。 寄存器与计数器: 分析如何使用触发器构建并行输入/输出的寄存器,以及如何构建异步和同步计数器在系统中的时序控制作用。 存储器的层次结构(宏观视角): 初步介绍寄存器堆、高速缓存(Cache)和主存(RAM)的概念及其相互关系,强调存取速度与容量之间的权衡。 总线结构基础: 探讨数据、地址和控制信号如何在处理器、内存和I/O设备之间传输,介绍串行与并行传输方式的优劣。 第四章:中央处理单元(CPU)的抽象模型 本章是理解计算机“智能”所在的关键。我们采用功能抽象的视角来审视CPU,而非陷入具体指令集的细节。 指令集架构(ISA)的视角: 讨论不同类型的指令(数据传输、算术逻辑、控制流)及其在机器级代码中的体现。重点分析操作码(Opcode)和操作数(Operand)的设计哲学。 数据通路(Datapath)的设计: 详细解析运算器(ALU)的内部结构及其与寄存器堆的连接方式,展示数据流动的路径。 控制单元的作用: 阐释控制单元如何根据指令解码产生时序信号,协调数据通路中各个部件的操作,实现指令的执行序列。 第五章:指令执行周期与性能评估 本章将指令的执行过程系统化,并引入量化分析性能的工具。 经典的取指-译码-执行循环: 深入剖析每一步操作(包括访存、写回)所需的时钟周期和信号控制。 流水线(Pipelining)的概念: 介绍如何通过指令级并行技术提高CPU的吞吐量,同时分析流水线引入的冒险(结构冒险、数据冒险、控制冒险)及其硬件解决策略(如转发、停顿)。 性能度量标准: 介绍MIPS、CPI(Cycles Per Instruction)和时钟频率等关键指标,并使用著名的“铁锤公式”来评估不同架构下的实际执行时间。 第三部分:软件与硬件的交汇——内存与I/O管理 计算机系统的效率很大程度上取决于其如何管理数据存储和外部交互。本部分探讨了内存层次结构的高级概念以及系统如何与外部世界通信。 第六章:存储系统与地址映射 本章深入探讨主存的工作原理及其与CPU的协同机制,重点在于提高数据访问速度。 随机存取存储器(RAM)的原理: 简要回顾动态RAM(DRAM)和静态RAM(SRAM)的基本工作特性,解释它们在系统中的定位。 内存的层次化管理: 详尽分析Cache的工作机制,包括地址映射方式(直接映射、全相联、组相联),替换策略(如LRU),以及写操作的策略(直写、回写)。 虚拟内存的概念: 引入地址空间与物理地址空间的区分,解释分页(Paging)和分段(Segmentation)如何实现内存保护和高效利用。 第七章:输入/输出(I/O)系统的交互机制 本章讨论CPU如何有效地与速度差异巨大的外部设备进行数据交换。 I/O寻址方法: 对比内存映射I/O(MMIO)和端口映射I/O的工作方式。 数据传输模式: 详细阐述程序控制I/O、中断驱动I/O和直接内存存取(DMA)的原理、优缺点及适用场景,重点分析DMA如何减轻CPU的负担。 设备驱动的基本职能: 概述操作系统中I/O子系统如何通过抽象层(驱动程序)来统一管理和调度不同的硬件设备。 结论:系统集成的视角 全书最后总结了各个模块(逻辑门、ALU、控制单元、存储器)如何被精妙地组织起来,形成一个功能强大且可编程的计算实体。我们强调,理解微型计算机的原理,关键在于掌握信息如何在这些分层的抽象结构中,以二进制的形式,被高效地加工、存储和传输。本书的目的是培养读者建立一种“自下而上”的系统思维能力,使其在面对任何新的计算技术时,都能迅速定位其在整个系统架构中的位置和作用。

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读后感

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用户评价

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这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》可以说是为我这样的初学者量身定做的。首先,它的习题解答部分非常详尽,几乎每一个题目都提供了详细的解题步骤和思路分析,这极大地减轻了我学习过程中的畏难情绪。我曾经在学习过程中,遇到很多题目,虽然大概知道怎么回事,但就是写不出完整的解答过程,而这本书恰恰弥补了我的这一短板。它会详细解释每一步的逻辑,帮助我理解背后的原理,而不是死记硬背答案。其次,实验指导部分更是让我惊喜。它不仅仅是给出了实验的步骤,更是深入地讲解了实验的背景、目的以及预期的结果,让我能够带着清晰的目标去进行实践。我特别喜欢书中关于CPU工作流程和内存访问的实验,通过亲手搭建和调试,我能够更直观地理解这些抽象的概念,也更能体会到理论与实践相结合的魅力。这本书为我提供了一个坚实的理论基础和丰富的实践经验,我相信它将成为我学习微型计算机的得力助手。

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拿到这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》后,我首先被其严谨的编排方式所吸引。书本的整体结构清晰明了,从基础的概念引入,到复杂的指令集分析,再到实际的硬件构成,循序渐进,逻辑性非常强。对于书中的习题部分,我的感受尤为深刻。不同于一些粗略的答案,这本书提供的习题解答非常详尽,每一步的推导过程都交代得清清楚楚,特别是那些涉及逻辑运算和时序分析的题目,作者更是耐心细致地进行讲解,让原本晦涩难懂的部分变得易于理解。这对于我这种需要扎实掌握每一个知识点的学生来说,无疑是巨大的福音。而实验指导部分,同样令人惊喜。它不仅仅是简单地列出实验步骤,而是深入浅出地解释了每个实验的目的、原理以及预期结果,并且还提供了详细的操作指南和注意事项。这意味着即使是初次接触相关实验的学生,也能在指导下顺利完成操作,并且真正理解实验背后的科学原理。这本书不仅仅是一本习题集或实验手册,它更像是一位循循善诱的老师,引导我们一步步走向对微型计算机原理的深度理解。

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我一直对微型计算机的底层运作机制感到着迷,但市面上很多教材在这方面的讲解都比较晦涩。直到我发现了这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》,才感觉找到了“组织”。这本书的习题解答部分,是我最看重的一点。它不像某些书籍只是简单地给出答案,而是对每一个习题的解题思路、计算过程以及关键步骤都进行了细致的分析和阐述。这对于我这种喜欢刨根问底的学生来说,简直是福音。我可以通过对照书中的解答,来检验自己的理解是否到位,并且学习到更优的解题方法。此外,这本书的实验指导部分同样非常出色。它不仅提供了详细的实验步骤和硬件配置,更重要的是,它深入地讲解了每一个实验的理论基础和实践意义。通过书中指导的实验,我可以亲手操作,观察微型计算机各个部件的工作状态,例如CPU的时钟信号、数据总线的传输过程等等。这种亲身实践的体验,让我对微型计算机的原理有了更加直观和深刻的理解,也让我对未来的学习充满了信心。

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作为一名对计算机底层技术充满兴趣的学生,我一直在寻找一本能够深入浅出地讲解微型计算机原理的书籍。这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》的出现,无疑满足了我的这一需求。首先,它在习题解答方面做得非常出色。对于每一个习题,作者都给出了详尽的解题步骤和清晰的逻辑分析,这让我在遇到难题时,能够有条不紊地找出解决问题的方法,而不是仅仅停留在“不知道怎么做”的困境中。特别是那些涉及数据通路、时序控制和指令译码的习题,书中的解答都非常透彻,能够帮助我理解微处理器内部复杂的工作流程。其次,这本书的实验指导部分更是亮点。它不仅仅是提供了实验的步骤,更是深入地讲解了每一个实验的设计理念和预期效果,并且提供了丰富的参考代码和调试技巧。我通过书中的实验,亲手搭建了简单的微处理器模型,观察了CPU的时钟信号和数据流向,这让我对课本上的理论知识有了更加直观的认识,也极大地提升了我的动手能力。这本书的价值在于,它将抽象的理论知识转化为具体的实践操作,让我能够更好地理解和掌握微型计算机的原理与结构。

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这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》是我在学习微型计算机原理过程中发现的一件“宝藏”。书的编排非常合理,首先讲解理论知识,然后紧接着就是相应的习题解答和实验指导,这种“学练结合”的模式,对于我这种需要反复练习才能掌握知识的学生来说,简直太友好了。我尤其喜欢它习题解答部分的详细程度,它不仅仅给出最终答案,更重要的是,它会一步步地展示解题过程,并且在关键步骤会给出详细的解释,让我能够明白“为什么这么做”,而不是仅仅记住“怎么做”。比如,在计算寻址方式或数据传输速率的时候,书中的推导过程都非常清晰,让我能够掌握这些计算的核心逻辑。而实验指导部分,更是让我爱不释手。它不仅仅是告诉我们怎么做实验,更是深入地剖析了实验的原理,以及实验结果的意义。通过书中的实验,我可以亲手搭建简单的逻辑电路,模拟CPU的工作过程,观察内存的读写时序,这些实践操作,让我在理论学习之外,也获得了宝贵的实践经验。这本书让我在学习微型计算机的过程中,不再感到枯燥和迷茫,而是充满了探索的乐趣。

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我一直觉得,学习微型计算机原理这类偏向于底层硬件的学科,最怕的就是纸上谈兵。很多概念,比如指令周期、总线仲裁、中断机制等等,如果仅仅停留在理论层面,很容易感到抽象和难以把握。而这本书《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》的出现,恰恰弥补了这一缺憾。它的实验指导部分,针对性极强,将理论知识与实际操作紧密结合。我尤其喜欢它对于一些关键实验的详细设计,例如关于CPU流水线执行的仿真实验,或者内存访问时序的观察实验。通过这些实验,我能够亲手搭建电路,编写简单的汇编代码,然后观察信号的变化,感受指令在CPU内部的流转过程。这种“看得见、摸得着”的学习体验,让我对微型计算机的内部运作有了更加深刻的直观认识。相比之下,仅仅阅读课本上的文字描述,效果往往大打折扣。这本书的习题解答也同样出色,它不仅仅提供了一个正确的答案,更重要的是,它会引导你思考解题的思路和方法,让你学会如何分析问题、解决问题,这种能力比单纯记住答案更加宝贵。

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终于拿到这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》了,拿到手的第一感觉就是厚实,封面设计简洁大方,一看就是那种严谨的学术风格。我是在网上了解到这本书的,因为它涵盖了微型计算机的核心知识点,而且听说它的习题解答和实验指导部分非常详细,这对于我这种正在学习微型计算机原理的本科生来说,简直是雪中送炭。之前在学习过程中,经常会遇到一些概念性的问题,光看课本有时候难以深入理解,而有了详细的习题解析,我就可以对照自己的解题思路,找出不足之处,然后一步步修正,这种学习方式比单纯地记忆要有效得多。而且,实验指导的部分更是让我充满期待,理论与实践相结合是学习计算机科学的王道,通过实际操作,我可以更直观地感受到微型计算机的运行机制,比如CPU的工作流程,内存的读写方式等等,这些抽象的概念在动手实验中会变得生动起来,也更容易形成牢固的知识体系。这本书的出现,极大地减轻了我对这门课程的畏难情绪,我迫不及待地想翻开它,开始我的探索之旅,相信它一定会成为我学习微型计算机的得力助手。

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我一直认为,学习微型计算机原理这样的底层技术,理论与实践的结合至关重要。而这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》正是这样一本将两者完美融合的书籍。首先,书中的习题解答部分,我给它点个大大的赞。它的解答并非仅仅给出一个最终结果,而是会详细地阐述解题的每一步,包括相关的公式推导、逻辑分析以及对结果的解释。这对于我来说,比仅仅看答案要重要得多,它能帮助我理解为什么答案是这样的,并且掌握解决同类问题的通用方法。我尤其喜欢它在处理一些复杂的逻辑计算和时序分析问题时的详细步骤,这让我能够更清晰地看到微型计算机内部的运作逻辑。其次,实验指导部分同样令人印象深刻。它提供了非常清晰和详细的实验步骤,并且配有必要的电路图和程序代码。通过书中的指导,我能够亲手搭建简单的微处理器模型,观察CPU的指令执行过程,并且对内存的读写操作进行模拟。这种实践经历,让我对课本上的理论知识有了更深刻的认识,也让我对微型计算机的工作原理有了更直观的体会。这本书为我提供了一个非常好的学习平台,让我能够扎实地掌握微型计算机的原理和结构。

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我一直对微型计算机的内部工作原理充满好奇,但往往觉得课本上的描述过于抽象,难以真正体会其精髓。而这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》则完美地解决了这个问题。它的实验指导部分,简直是为我们这些理论学习者量身定做的。书中的实验设计非常贴合微型计算机的实际应用,而且操作步骤清晰明了,每一步都配有详细的图示和文字说明,即使是初学者也能轻松上手。我尤其喜欢书中关于总线通信和中断处理的实验,通过实际的电路搭建和程序编写,我能够亲眼看到数据在总线上传输的实时过程,也能够体会到中断发生时CPU是如何响应的。这些直观的体验,让我对课本上的概念有了更深刻的理解,也更加巩固了我的知识。同时,这本书的习题解答部分同样令人印象深刻。它的答案不仅仅是给出一个结果,而是会详细分析解题的思路和方法,帮助我理解每一个计算过程和逻辑判断的依据。这使得我在复习和巩固知识时,能够事半功倍,而且也学会了如何举一反三,解决其他类似的问题。

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拿到这本《微型计算机原理与结构习题解答与实验指导》后,我最直观的感受就是其内容的全面性和深度。这本书并没有停留在对微型计算机基本概念的浅尝辄止,而是深入到其核心的组成部分,例如CPU的内部结构、指令系统的设计、存储器的组织方式以及输入输出设备的接口原理等等。每一个章节的习题都经过精心设计,覆盖了该章节的重点和难点,并且其提供的解答更是详细到了每一步的推导过程,对于理解一些复杂的算法和逻辑电路非常具有指导意义。我尤其欣赏的是,书中针对每一类问题都提供了多种解法或者分析角度,这使得我在解题时不仅仅是学会一种固定的模式,而是能够理解不同方法背后的思考逻辑,培养了我的发散性思维能力。此外,实验指导部分更是让我觉得物超所值。它不仅仅是罗列实验的硬件和软件需求,更是对每一个实验的背景、目的、原理以及预期结果进行了详尽的阐述。这让我能够带着明确的目标去进行实验,而不是盲目地操作。通过这些实验,我能够更深刻地理解理论知识,并且掌握实际操作的技能,这对于我未来从事相关领域的工作打下了坚实的基础。

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