Introduction to Microprocessors pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:McGraw Hill Higher Education

作者:Aditya P. Mathur

出品人:

页数:612

译者:

出版时间:1990-01-01

价格:USD 41.44

装帧:Paperback

isbn号码:9780074602225

丛书系列:

图书标签:

• 微处理器
• 计算机体系结构
• 数字逻辑
• 汇编语言
• 嵌入式系统
• 电子工程
• 计算机科学
• 硬件设计
• 8086
• 微机原理

《数字电路与逻辑设计基础》 本书旨在为工程技术领域和计算机科学专业的学生及从业人员提供一套全面而深入的数字电路与逻辑设计基础知识体系。 面对当今信息技术飞速发展的时代背景，理解和掌握数字系统的底层工作原理，是进行后续高级课程学习和实际工程应用的关键前提。本书从最基本的电子元件入手，逐步构建起对复杂数字系统的认知框架。 第一部分：基础理论与元件 本书的开篇将详尽介绍构成所有数字系统的基本元素。首先，我们将回顾半导体物理学的核心概念，着重讲解晶体管（特别是MOSFET）作为开关的工作特性，这是理解集成电路的基础。随后，内容深入到布尔代数的理论体系，这是数字逻辑设计的数学语言。我们将详细阐述布尔函数、逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）的真值表、符号表示及其物理实现。对于初学者而言，清晰理解布尔代数的基本公理、德摩根定理、分配律等，是后续所有设计工作的前提。 紧接着，本书将系统地介绍组合逻辑电路的设计方法。我们将从基础的加法器、减法器、多路选择器（MUX）、译码器（Decoder）和编码器（Encoder）开始，通过大量的实例分析，教授如何使用卡诺图（Karnaugh Map）和布尔代数简化法对逻辑表达式进行优化。优化是硬件设计中追求效率和成本控制的核心环节，本书将详述Quine-McCluskey算法在复杂电路简化中的应用，并强调在实际电路中如何平衡延迟与门数。 第二部分：时序逻辑与存储单元 数字系统的“记忆”能力来源于时序逻辑电路。本书的第二部分聚焦于如何引入时间维度来构建具有状态保持能力的电路。我们将从最基础的锁存器（Latches）入手，分析透明锁存器的工作特性及其带来的竞争冒险问题。随后，全面转向更稳定、更易于同步的时钟触发触发器（Flip-Flops），包括SR, JK, D, T型触发器，详细剖析它们在上升沿或下降沿触发时的精确行为。 基于触发器，本书将构建更复杂的时序系统： 1. 寄存器（Registers）：用于数据并行存储和快速读写，探讨加载、保持和清零操作的逻辑实现。 2. 计数器（Counters）：包括异步（Ripple）计数器和同步计数器。我们将详细设计并分析模N计数器的构建方法，以及如何利用反馈结构实现特定的计数序列。 3. 有限状态机（Finite State Machines, FSM）：这是系统级数字设计的核心。本书将采用米利（Mealy）模型和穆尔（Moore）模型进行对比介绍，并提供一套完整的设计流程：状态定义、状态图绘制、状态编码（如独热编码、二进制编码）、驱动逻辑设计及电路验证。通过多个实际案例（如交通灯控制器、序列检测器），确保读者能够熟练掌握FSM的设计与实现。 第三部分：半导体存储器与可编程逻辑 在深入到系统架构之前，理解数据如何在大规模集成电路中存储至关重要。本部分将探讨各类存储器的结构与接口。我们将详细介绍随机存取存储器（RAM）的单元结构（如SRAM和DRAM的工作原理差异），以及它们在地址解码和数据读写周期中的时序要求。同时，只读存储器（ROM）的类型（PROM, EPROM, EEPROM）及其在固件存储中的应用也将得到阐述。 此外，为了适应现代电子设计中对灵活性和快速迭代的需求，本书花费大量篇幅介绍可编程逻辑器件（PLD）。我们将从基本的可编程只读存储器（PROM）结构开始，过渡到简单可编程逻辑器件（SPLD），如PAL和GAL。核心部分将聚焦于现场可编程门阵列（FPGA）的基础结构，包括查找表（LUT）、配置单元、输入/输出块（IOB）和片内资源（如Block RAM和DSP Slice）的工作原理。虽然不涉及具体的硬件描述语言（HDL）编程，但本书会从底层逻辑的角度解释HDL代码如何映射到FPGA的底层硬件资源上，为后续学习Verilog或VHDL打下坚实的硬件基础。 第四部分：数据处理与系统接口 本部分将数字逻辑的应用提升到数据传输和处理层面。 1. 数据传输与总线结构：讨论如何在多设备之间可靠地传输数据。我们将分析握手协议、仲裁机制以及不同类型的总线结构（如串行与并行）。同步和异步数据传输的差异，以及如何使用三态缓冲器来构建共享总线系统是本章的重点。 2. 运算电路：在加减法运算的基础上，本书将进一步讨论乘法器（如阵列乘法器和Booth算法的简化应用）和除法器的基本结构。同时，浮点数的表示标准（IEEE 754）及其在硬件中实现加减运算的逻辑复杂性也将被提及。 3. 时序控制与时钟域交叉：在复杂的系统中，多个时钟域共存是常态。本书将详细探讨时钟域交叉（CDC）问题，特别是如何使用异步FIFO或双触发器同步器来安全地传递跨时钟域的信号，避免亚稳态的产生。 本书特色： 本书的编写风格注重理论与实践的紧密结合。每一章节都配有大量的概念验证（Conceptual Verification）案例和设计实例（Design Case Studies）。为了帮助读者建立直观的理解，我们不仅使用标准的逻辑图符号，还辅以表格和流程图来解析复杂逻辑的动态行为。本书假定读者具备基本的电路学知识，但对数字逻辑部分是零基础的，旨在通过严谨的数学推导和清晰的图示说明，使读者最终能够独立地从需求规格书出发，设计并验证出稳定可靠的数字系统。本书是深入学习微处理器、数字信号处理、嵌入式系统设计和ASIC/FPGA开发领域不可或缺的基石。

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我得说，《芯片战争：半导体生态的权力博弈》这本书的书名虽然听起来有点像商业评论，但其内容的扎实程度和对技术壁垒的剖析，绝对是硬核级别的。作者以一种近乎于历史学家的严谨态度，追溯了光刻机技术从尼康到ASML的演进历程，每一个关键节点的突破，都配上了详尽的物理原理阐述和产业链协作模式的分析。阅读这本书，我深刻体会到半导体制造的“慢工出细活”并非虚言。特别是关于EUV光刻胶材料的化学特性描述，以及其对掩膜版制作精度需求的极端要求，简直令人叹为观止。更妙的是，它没有将技术孤立看待，而是巧妙地将其置于全球地缘政治和资本流动的宏大叙事之中。书中对EDA软件工具链的生态分析也极其到位，揭示了为什么少数几家西方公司能够长期垄断设计前端和后端验证工具，这种软性壁垒的构建过程被描述得惊心动魄。对于任何想理解现代信息技术基石是如何被少数几个关键节点牢牢控制的读者来说，这本书提供了无可替代的视角，其信息密度之高，需要反复研读才能完全消化。

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《量子计算的奇点：超越经典计算的界限》这本书的风格与我过去阅读的任何一本计算机科学导论都截然不同，它有一种强烈的、近乎哲学的思辨色彩。作者没有急于展示“如何编程量子比特”，而是首先花了大量篇幅来解构经典物理学在描述亚原子层面的局限性，为读者搭建起一个理解叠加态和纠缠态的直觉基础。这种由“为什么”先于“怎么做”的叙事策略，对于避免将量子计算简单视作“更快的传统计算”至关重要。书中对Shor算法和Grover算法的推导过程，虽然保持了数学上的严谨性，但作者的语言却异常生动，他使用了大量类比，比如用“图书馆搜索”来比喻两者的效率差异，使得即便是对高等数学有一定距离的读者也能抓住核心概念。最让我印象深刻的是，作者对“量子霸权”概念的批判性审视，他并未盲目乐观，而是冷静地分析了NISQ（噪声中等规模量子）时代的实际局限，包括退相干时间、门保真度和可扩展性等“拦路虎”。这本书成功地将一个高深的科学领域，以一种既尊重科学精度又贴近人类理解的方式呈现了出来。

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《星际网络：下一代空间通信的挑战与机遇》这本书以其宏大的尺度和对工程细节的精细刻画，给我留下了极其震撼的印象。它不仅仅是关于电磁波在真空中的传播，而是真正地描绘了一幅连接地月系乃至更远深空探测器的通信蓝图。作者对延迟容忍网络（DTN）协议栈的介绍尤为精彩，他清晰地解释了为什么在传统TCP/IP协议在星际尺度上会遭遇灾难性的性能衰减，以及如何通过“存储-携带-转发”的架构来克服远距离传输中的间歇性连接问题。书中对深空探测器数据下行链路的功率预算和天线增益计算模型的详细阐述，显示出作者深厚的射频工程背景。我特别欣赏它对未来月球基地和火星殖民地通信架构的设想，从低轨卫星星座的部署策略，到跨行星的激光通信链路建立，每一个环节都充满了严谨的物理限制和创新性的解决方案。这本书的叙事节奏掌握得非常好，既有对未来愿景的鼓舞人心的描绘，也有对当前技术瓶颈（如深空环境下的辐射硬化电子元件寿命）的冷静分析，是一本极具前瞻性和工程实用价值的读物。

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这本《深入浅出：现代嵌入式系统设计》的作者显然对物联网的未来有着深刻的洞察力。开篇对边缘计算的系统性梳理，远超一般教材的简单罗列，而是将理论基础与最新的工业应用案例紧密结合。例如，书中详尽分析了在资源受限的传感器节点上实现安全启动（Secure Boot）的几种主流技术路线，并辅以清晰的UML图和伪代码示例，这对于正在进行低功耗设备开发的工程师来说，无疑是极具参考价值的宝贵资料。尤其值得称赞的是，它并没有止步于传统的ARM Cortex-M系列，而是花了相当大的篇幅探讨RISC-V架构在特定领域，如高吞吐量数据采集和定制化指令集扩展方面的潜力与挑战。阅读过程中，我发现作者的叙述逻辑极其严密，每引入一个新概念，都能迅速关联到其在实时操作系统（RTOS）调度、内存保护单元（MPU）配置，乃至无线通信协议栈（如LoRaWAN和Thread）中的实际影响。这种从底层硬件特性到上层应用架构的全面覆盖，使得这本书不仅仅是一本“工具书”，更像是一份面向未来十年嵌入式系统工程师的进阶路线图。对于希望从初级应用层跨越到系统级架构设计的读者，这本书提供了必要的深度和广度。

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《代码之美：优雅软件设计的艺术与哲学》这本书的阅读体验就像是与一位技艺精湛的工匠在进行深度交流。它抛弃了任何特定的编程语言的束缚，专注于软件架构的普适性原则。作者的观点非常鲜明：优秀的软件设计如同建筑学，核心在于对“权衡”（Trade-offs）的深刻理解和恰到好处的平衡。书中对“耦合”和“内聚”的讨论，不再是教科书上干巴巴的定义，而是通过分析大型遗留系统（Legacy Systems）的重构案例来具体展开。例如，书中分析了一个电商平台微服务拆分的案例，详细对比了“按业务域拆分”与“按数据模型拆分”在长期维护成本和扩展性上的巨大差异，并辅以清晰的依赖图谱来直观展示“坏味道”是如何滋生的。此外，作者对面向对象设计（OOD）的七大原则的阐述，更像是对这些原则背后“设计意图”的深度挖掘，而非简单的规则罗列。读完之后，我感觉自己写代码时，会下意识地停下来问自己：“这个类的单一职责是否足够明确？”以及“我是否在无谓地增加系统的认知负荷？”这本书的价值，在于它能把程序员的思维模式，从“让代码跑起来”提升到“让代码优雅地服务于未来”。

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