微型计算机原理与接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:清华大学出版社

作者:冯博琴

出品人:

页数:362 页

译者:

出版时间:2007年

价格:29.8

装帧:其他

isbn号码:9787873021523

丛书系列:

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《数字世界的基石：从逻辑门到集成电路的奥秘》 内容简介 我们生活在一个被数字信息深深渗透的时代，从手中轻巧的智能手机，到驱动我们城市的庞大网络，再到探索宇宙的精密仪器，这一切的背后，都离不开一个核心的构建单元——数字电路。本书并非聚焦于某一款特定的微型计算机，而是将目光投向了构成这一切的更底层、更普遍的数字世界。我们将一同揭开隐藏在电子设备背后，那些看似神秘实则充满逻辑之美的数字技术的核心原理。 本书旨在为读者构建一个坚实的数字电路基础，从最基础的逻辑门单元出发，逐步深入到更复杂的集成电路设计与应用。我们不追求对某个具体产品型号的流水线式介绍，而是致力于传达数字世界运行的通用语言和底层逻辑。通过对数字电路原理的透彻理解，读者将能够更深刻地认识到我们身边各种电子设备是如何工作的，甚至能够触及未来电子技术发展的脉络。 第一章：二进制的奇妙世界——数字信息的语言 万事万物皆有其语言，数字世界也不例外。本章将带您深入理解计算机最根本的表达方式——二进制。我们将从零开始，循序渐进地介绍二进制的构成，以及它与我们日常所见的十进制之间的转换关系。您将了解到，为什么计算机只能理解“0”和“1”，以及这种简洁的语言如何能够承载起我们纷繁复杂的信息。 数制系统： 认识不同的数制，包括十进制、二进制、八进制和十六进制，理解它们之间的相互关系。 二进制表示法： 深入理解二进制数的位权、符号位以及各种表示方法，例如原码、反码和补码，它们在计算机内部如何存储和运算负数。 二进制运算： 学习二进制的加法、减法、乘法和除法运算，理解计算机如何执行这些看似简单的算术操作。 逻辑门基础： 引入数字电路最基本的构建模块——逻辑门。我们将详细介绍非门（NOT）、与门（AND）、或门（OR）等基本逻辑门的功能，以及它们在二进制运算中的作用。通过简单的例子，您将看到这些逻辑门如何组合起来实现更复杂的逻辑功能。 第二章：组合逻辑电路——构建逻辑的砖石 在掌握了基本的逻辑门之后，我们将进入组合逻辑电路的世界。这类电路的输出仅取决于当前的输入，不包含记忆功能。我们将学习如何利用逻辑门构建出能够实现特定逻辑功能的电路，这是设计任何数字系统的第一步。 基本逻辑门的应用： 进一步探讨基本逻辑门在实际电路中的应用，例如如何用与门和非门构建或门，或者如何实现异或（XOR）和同或（XNOR）逻辑。 布尔代数： 引入布尔代数，这是一种强大的数学工具，用于分析和简化逻辑电路。您将学习布尔代数的基本定律和定理，并掌握如何使用卡诺图（Karnaugh Map）等工具来最小化逻辑表达式，从而设计出更简洁、高效的电路。 组合逻辑电路的设计： 学习如何根据给定的真值表或逻辑功能需求，设计出相应的组合逻辑电路。我们将通过实例，例如编码器、译码器、多路选择器（Multiplexer）和数据分配器（Demultiplexer）的原理和设计过程。 组合逻辑电路的应用： 了解组合逻辑电路在实际应用中的重要性，例如在数据选择、地址解码、算术逻辑单元（ALU）中的初步应用等。 第三章：时序逻辑电路——时间的魔法师 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还取决于电路之前的状态。这使得它们能够“记忆”信息，从而实现更复杂的顺序操作。本章将深入探讨时序逻辑电路的核心概念。 触发器： 详细介绍各类触发器，包括SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器。您将理解它们的工作原理、状态转移图以及时钟信号在其中的作用。触发器是构成存储单元的基础。 寄存器： 学习如何利用触发器构成寄存器，它们用于临时存储数据。我们将介绍移位寄存器和并行加载寄存器等，并探讨它们在数据处理和传输中的应用。 计数器： 深入理解计数器的工作原理，包括同步计数器和异步计数器。您将学习如何设计各种功能的计数器，例如加计数器、减计数器、模N计数器等，并了解它们在定时、分频和状态机中的应用。 时序逻辑电路的状态机： 介绍有限状态机（Finite State Machine, FSM）的概念，包括摩尔（Moore）型和米利（Mealy）型状态机。您将学习如何设计和分析状态机，它们是控制复杂数字系统的核心。 第四章：存储器的工作原理——数字信息的仓库 任何能够处理信息的系统都需要可靠的存储机制。本章将揭示数字信息的存储方式，从最基本的存储单元到构成大型存储系统的原理。 随机访问存储器（RAM）： 深入理解静态随机访问存储器（SRAM）和动态随机访问存储器（DRAM）的工作原理。您将了解它们与触发器和电容的联系，以及它们在读写操作中的时序和电路结构。 只读存储器（ROM）： 介绍各类只读存储器，包括掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦写可编程ROM（EPROM）和电擦写可编程ROM（EEPROM）。您将了解它们存储信息的特性以及在固件和配置中的应用。 存储器层次结构： 探讨计算机系统中存储器的分层结构，例如高速缓存（Cache）与主存储器（Main Memory）之间的关系，以及它们如何协同工作以提高系统性能。 存储器的接口： 简要介绍存储器如何与CPU进行数据交互，包括地址总线、数据总线和控制信号的作用。 第五章：数字系统设计与实现——从概念到现实 本章将引导读者将前面学到的理论知识应用于实际的数字系统设计。我们将触及硬件描述语言（HDL）以及集成电路（IC）的制造过程。 硬件描述语言（HDL）： 介绍Verilog或VHDL等硬件描述语言的基本概念和语法。您将了解到HDL如何用于描述数字电路的功能和结构，并成为现代数字设计中不可或缺的工具。 可编程逻辑器件（PLD）： 介绍可编程逻辑器件（PLD）的种类，例如通用阵列逻辑（GAL）、可编程阵列逻辑（PAL）和现场可编程门阵列（FPGA）。您将理解这些器件的灵活性以及它们在原型开发和定制逻辑实现中的优势。 集成电路（IC）简介： 简要介绍集成电路的制造工艺，包括光刻、蚀刻和掺杂等基本步骤。您将对微电子世界的复杂性和精密度有一个初步的认识。 数字系统设计流程： 概述一个典型的数字系统设计流程，包括需求分析、逻辑设计、仿真验证、综合以及实现等阶段。 结语 《数字世界的基石：从逻辑门到集成电路的奥秘》并非一本关于特定型号计算机的“用户手册”，而是希望成为您通往数字技术内在世界的“钥匙”。通过掌握本书中的原理，您将能够更清晰地理解那些无处不在的数字设备是如何运作的，从而在日益数字化的世界中，拥有更深刻的洞察力和更强的适应能力。无论您是初学者，还是希望巩固数字电路基础的工程师，本书都将是您探索数字奥秘的可靠向导。

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如果说有什么遗憾，那就是这本书在最新的处理器架构趋势方面的覆盖略显保守。从内容上看，它更侧重于经典的、市场占有率极高的成熟体系结构，这对于打好基础无疑是最好的选择，但对于紧跟时代前沿的读者来说，可能会觉得有些“老派”。例如，对于多核并行处理、Cache一致性协议（如MESI协议）的深入探讨相对较少，这部分内容更多地依赖于其他更专业的体系结构教材。然而，瑕不掩瑜，正是这种“专注”使得这本书在基础知识的讲解上达到了登峰造极的程度。我个人认为，任何计算机专业的学生，如果不能透彻理解CPU执行指令的基本周期和寻址模式，那么在面对任何新架构时都会感到吃力。这本书恰恰牢牢抓住了这些“根基”，让我对“程序=指令+数据”的理解不再停留在表面。它教会我如何像机器一样去思考，而不是仅仅依赖编译器和操作系统。

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这本《微型计算机原理与接口技术》的书，内容实在太丰富了，简直是打开了我对计算机底层世界的一扇窗。记得我刚接触编程那会儿，对计算机的工作原理总是雾里看花，各种寄存器、总线、中断什么的，听起来就头大。这本书的叙述方式非常贴近初学者，它没有一上来就丢一堆晦涩难懂的术语，而是循序渐进地引导我们理解微处理器是如何接收指令、如何进行数据处理的。特别是对8051系列单片机的讲解，简直是深入骨髓，每一个操作码的含义、每一个I/O端口的配置，作者都讲解得清晰透彻，配有大量的实例和清晰的电路图。我印象最深的是关于并行和串行接口技术那一章，通过书中的例子，我终于明白了为什么数据传输有快有慢，不同的设备为什么需要不同的通信方式。这本书的实用性非常强，不仅仅是停留在理论层面，它指导我动手搭建了一个简单的实验系统，这种“学以致用”的感觉，成就感爆棚。对于想要系统学习嵌入式系统或者想深入了解硬件与软件交互的工程师来说，这本书绝对是案头必备的经典参考。

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这本书给我的最深刻印象是其严谨的学术态度和对细节的执着。它不像市面上一些浮于表面的入门读物，只是简单介绍几个寄存器名称就草草收场。作者似乎对每一个细节都进行了反复的考证，无论是时钟周期的计算，还是电平信号的触发方式，描述都非常精确。我特别喜欢书中对总线控制逻辑的分析，它涉及到大量的逻辑门电路和状态机的描述，作者通过状态转移图清晰地展示了总线请求、授权和数据传输的整个时序关系，这对于理解多设备共享资源的控制至关重要。阅读过程中，我经常需要对照着硬件手册来验证书中的描述，发现其准确率极高。对于那些渴望成为底层驱动开发人员或者硬件设计工程师的人来说，这本书提供的扎实理论基础是无可替代的。它不是一本轻松的读物，但它绝对是一本能真正提升你技术内功的宝典。

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我花了整整一个暑假才啃完这本书的后半部分，说实话，过程是有点煎熬的，但收获绝对是物超所值的。这本书的深度足以让一个电子工程专业的学生感到满意，它对存储器管理和内存寻址方式的剖析极其到位。我们都知道，微机系统中的“内存墙”问题是长期存在的瓶颈，而这本书没有回避这个技术难点，它详细介绍了分段式存储、虚拟内存的基本概念，以及CPU如何通过硬件机制来提高内存访问效率。我特别欣赏作者在描述复杂概念时所采用的类比手法，比如将总线仲裁比喻成交通路口的指挥，生动形象，让人一下子就能抓住核心。不过，对于那些仅仅想做应用层开发的人来说，这本书的某些章节可能显得过于“硬核”，比如对DMA控制器工作流程的详细时序分析，读起来需要极大的耐心和对数字电路的基础认知。总体来说，它更像是一本为未来硬件工程师准备的“武功秘籍”，功力深厚，但修炼之路漫长。

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这本书的装帧和排版设计真的不错，作为一本技术教材，它居然做到了让人愿意长时间阅读而不感到视觉疲劳。字体大小适中，关键术语都用粗体或斜体突出显示，目录结构清晰，章节跳转逻辑性很强。我注意到，作者在每个章节的末尾都设置了“思考与练习”部分，这些问题设计得非常巧妙，有些是概念性的回顾，有些则是需要动手推导的计算题。我很少看到技术书籍能把理论知识和实际应用结合得这么自然。比如在讲解中断系统时，它不仅解释了中断向量表的作用，还模拟了一个实际的I/O设备请求中断的完整过程，包括中断服务程序的入口和出口处理。这种结构化的学习路径，极大地提高了我的学习效率。我用这本书配合我正在上的微机原理课程，感觉很多老师讲得比较模糊的地方，通过阅读这本书的讲解后豁然开朗，可以说是优秀教师的优质补充材料。

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对于初次接触计算机知识的我很难理解

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对于初次接触计算机知识的我很难理解

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真想死!为什么考完试了还有作业！！

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真想死!为什么考完试了还有作业！！