微型计算机原理学习指导 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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isbn号码:9787810943505

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《数字电路基础：原理与实践》 本书旨在为初学者系统性地介绍数字电路的基本原理和实际应用。从最基础的逻辑门电路出发，深入剖析了组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析方法。内容涵盖了布尔代数、逻辑门、编码器、译码器、多路选择器、触发器、计数器、移位寄存器等核心数字电路模块，并结合实际案例，讲解了如何运用这些基本单元构建更复杂的数字系统。 第一部分：数字电路基础 绪论： 介绍数字信号与模拟信号的区别，数字电路在现代电子设备中的重要性，以及学习数字电路所必备的背景知识。 二进制数与逻辑代数： 详细讲解二进制、八进制、十六进制之间的转换，以及二进制运算。重点介绍布尔代数的基本公理、定理和运算规则，为后续的逻辑电路设计奠定基础。 逻辑门电路： 深入讲解基本逻辑门（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的功能、真值表、逻辑符号和实现方式。通过实例演示如何用基本逻辑门组合实现更复杂的逻辑功能。 组合逻辑电路： 真值表与逻辑表达式： 讲解如何根据功能需求列出真值表，并从中推导出逻辑表达式。 逻辑表达式的简化： 介绍卡诺图（Karnaugh Map）和布尔代数方法，用于简化复杂的逻辑表达式，从而设计出更精简、高效的电路。 常用组合逻辑电路： 详细介绍编码器（Encoder）、译码器（Decoder）、数据选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）、加法器（Adder）、减法器（Subtractor）、比较器（Comparator）等常用组合逻辑电路的工作原理、结构和应用。 时序逻辑电路： 触发器（Flip-Flop）： 介绍触发器的基本概念，包括状态、时钟信号、翻转特性。深入讲解SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器的结构、工作原理、时序图和应用。 寄存器（Register）： 介绍寄存器的作用，包括数据存储和并行传输。讲解移位寄存器（Shift Register）的类型（串入串出、串入并出、并入串出、并入并出）及其工作原理和应用，如数据延迟、序列生成等。 计数器（Counter）： 介绍计数器的基本功能，即按照特定顺序对时钟脉冲进行计数。讲解异步计数器（Ripple Counter）和同步计数器（Synchronous Counter）的设计方法，包括加法计数器、减法计数器、可预置计数器以及其他特殊计数器（如环形计数器、扭环计数器）。 数模转换与模数转换： 简单介绍数模转换器（DAC）和模数转换器（ADC）的基本原理，为理解数字系统与现实世界的交互打下基础。 第二部分：数字电路实践与应用 时序逻辑电路设计实例： 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 讲解如何使用状态图和状态转移表设计更复杂的数字系统，如序列检测器、交通灯控制器、简单处理器控制器等。 微程序控制器： 介绍微程序控制的基本思想，如何用微指令序列来控制CPU的操作。 存储器基础： ROM（Read-Only Memory）： 介绍各种类型的ROM，如PROM, EPROM, EEPROM，及其存储原理和应用。 RAM（Random-Access Memory）： 介绍SRAM（Static RAM）和DRAM（Dynamic RAM）的区别、工作原理及应用。 数字逻辑芯片与集成电路： 介绍常用的数字逻辑芯片系列（如TTL, CMOS），讲解如何阅读芯片手册，以及如何使用集成电路构建实际的数字电路。 设计与仿真工具： 介绍常用的逻辑电路设计与仿真软件（如Logisim, Proteus等），指导读者如何利用这些工具进行电路设计、验证和调试。 实际应用案例分析： 数字显示电路： 如何驱动数码管显示数字。 简单数据处理系统： 演示如何组合逻辑门和触发器构建一个简单的数据加法器或计数器。 简单的时序控制： 设计一个定时器或闪烁灯电路。 本书以清晰的逻辑、循序渐进的方式，通过丰富的图示和例题，帮助读者建立扎实的数字电路理论基础，并掌握基本的电路设计和分析能力。无论是计算机科学、电子工程专业的学生，还是对数字电路感兴趣的爱好者，都能从中获益。通过学习本书，读者将能够理解数字系统的工作原理，为进一步学习微处理器、嵌入式系统等更高级的数字技术打下坚实的基础。

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这本书的装帧设计真是让人眼前一亮，封面那种深邃的蓝色调搭配着简洁的白色字体，透露出一种严谨又不失现代感的专业气息。我本来以为这本技术书籍会是那种枯燥乏味的教科书式排版，没想到内页的布局如此考究。尤其是图文的排布，作者似乎非常懂得如何平衡信息密度和阅读舒适度。那些复杂的电路图和系统架构图，竟然能被处理得如此清晰易懂，每一个模块的连接关系都标注得一清二楚，这对于我们这种初学者来说简直是福音。我记得翻开第三章介绍总线结构时，作者用了一种非常巧妙的类比手法，把原本抽象的信号传输过程描绘成城市交通网络，一下子就抓住了我的注意力，让我对这个核心概念有了初步的直观认识。更值得称赞的是，每隔几个小节就会有一个“动手实践”或者“知识点回顾”的小栏目，它不是那种生硬的测试，而是引导你去思考“如果把这个部件换成另一种，会发生什么？”这种启发式的提问，让人在阅读的同时就保持着一种主动探索的状态，而不是被动接收信息。可以说，光是这本工具书本身的呈现质量，就已经超越了我对一般技术参考书的预期。

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我入手这本书的初衷，是想系统性地梳理一下我对现代电子设备底层逻辑的理解，毕竟现在市面上的很多应用层开发书籍，谈到底层还是浅尝辄止。这本书的深度恰到好处，它没有过多地纠缠于晦涩难懂的汇编语言细节，而是聚焦于“为什么”和“如何协同工作”的大框架上。例如，在讲解CPU的流水线设计时，作者并没有停留在指令周期的机械描述上，而是深入探讨了分支预测机制的精妙之处，甚至还追溯到了早期冯·诺依曼结构的一些局限性，这种历史和前沿相结合的叙事方式，极大地拓宽了我的视野。读到后面关于内存管理的部分，我特别欣赏作者对缓存一致性问题的处理。他没有直接抛出复杂的缓存同步协议，而是先搭建了一个多核系统下数据同步的场景模拟，让我们真切感受到不解决这个问题会带来多大的隐患，然后才循序渐进地介绍像MESI这样的协议，逻辑推进非常自然，让人感觉知识的获取是一个水到渠成的过程，而不是硬塞进去的。

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这本书的价值，更体现在其对“设计权衡”的深刻洞察力上。很多教材倾向于展示“最优解”，但这在真实世界的工程中往往是不存在的，因为资源、成本和性能总是需要平衡的。这本书则非常坦诚地讨论了各种设计选择背后的妥协。比如，在介绍指令集架构时，作者对比了RISC和CISC的设计哲学，不仅仅是简单地说RISC指令少、CISC指令复杂，而是深入剖析了在不同历史阶段，哪种权衡对当时的制造成本和编译效率更有利。这种批判性思维的引导，让我学会了在学习技术时，不仅仅要问“是什么”，更要追问“为什么是这样”，以及“有没有更好的替代方案”。这种培养工程师思维的导向，是任何纯粹的知识堆砌都无法比拟的宝贵财富，可以说，它提供了一个深入理解计算科学本质的有效路径。

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我对比了几本市面上流行的同类书籍，发现这本书的叙事节奏把控得最为老练。很多技术书为了显得“全面”，会把各个章节的知识点揉搓在一起，导致读者在阅读过程中频繁地在不同层级之间跳跃，非常容易迷失方向。然而，这本书的结构就像修建一座大厦，从地基（晶体管和逻辑门）开始，稳步上升到搭建主体框架（CPU结构），再到内部精装修（存储和I/O系统），最后才是整体的功能集成。这种清晰的逻辑层次感，使得我在学习过程中几乎没有遇到“知识断层”的感觉。特别是对时序逻辑和组合逻辑的区分，作者通过大量的时序图配合状态机的描绘，将原本容易混淆的概念界限划得一清二楚。我甚至可以用它来辅助我理解一些旧版计算机体系结构中的设计决策，感觉这本书的应用范围比我最初预期的要广阔得多。

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作为一名非科班出身的从业者，我最怕的就是那种充满术语堆砌、缺乏实际案例支撑的教材。这本书在这方面做得非常成功，它仿佛是一个经验丰富的工程师在跟你面对面交流，而不是冷冰冰的理论手册。最让我印象深刻的是关于外设接口部分的讲解。作者没有仅仅罗列标准接口的参数，而是深入分析了不同接口（比如PCIe和SATA）在设计哲学上的取舍——一个是追求极致的通用性和带宽，另一个则是针对特定存储介质的优化。通过对比分析，我清晰地理解了为何在不同场景下需要选用不同的通信协议。书中穿插的很多小型案例分析，比如“某款嵌入式设备启动慢的排查思路”，就是基于书中所讲的原理进行的逆向推导，这种学以致用的方法论，极大地增强了我的实战信心。它教会我的不仅是知识点，更是一种解决问题的思维模型。

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