Introduction to Logic and Computer Design pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

出版者:McGraw-Hill Companies

作者:Alan B. Marcovitz

出品人:

頁數:0

译者:

出版時間:2008-01

價格:0

裝幀:Hardcover

isbn號碼:9780073529493

叢書系列:

圖書標籤:

• 邏輯設計
• 計算機設計
• 數字邏輯
• 計算機組成原理
• 邏輯電路
• 布爾代數
• Verilog
• VHDL
• 計算機體係結構
• 數字係統設計

《計算機係統的奧秘：從邏輯到架構的探索》 本書旨在為讀者深入揭示計算機係統運作的核心原理，從最基礎的邏輯門電路構建，逐步演進至復雜計算機體係結構的精妙設計。我們並非直接教授“邏輯與計算機設計”這本具體的教材內容，而是從更廣泛的視角，邀請您一同踏上一場探索計算機“如何思考”的旅程。 第一部分：邏輯世界的基石——布爾代數與數字電路 在一切復雜計算的背後，是那個看似簡單的二進製世界。本部分將帶領您迴溯到數字邏輯的源頭。您將學習到： 布爾代數： 掌握邏輯變量、邏輯運算（AND, OR, NOT, XOR等）以及它們在代數錶達式中的運用。理解如何使用真值錶來描述和簡化邏輯函數。我們將探討如何將實際問題抽象為邏輯模型，為後續的硬件設計打下堅實的基礎。 組閤邏輯電路： 從最基本的門電路齣發，學習如何構建半加器、全加器、多路選擇器、譯碼器等核心組閤邏輯模塊。理解這些模塊如何協同工作，實現基本的算術和邏輯運算。您將學習到卡諾圖和布爾代數化簡等方法，優化電路設計，提高效率。 時序邏輯電路： 引入“時間”的概念，探討觸發器（D觸發器、JK觸發器等）如何存儲狀態，以及它們如何構成分頻器、計數器、移位寄存器等時序電路。理解時序電路在構建內存、狀態機等關鍵計算機組件中的作用。 第二部分：指令的語言——指令集架構（ISA） 硬件的計算能力最終需要通過指令來驅動。本部分將聚焦於計算機與軟件之間的接口——指令集架構。您將瞭解： 指令的本質： 學習計算機能夠理解和執行的最基本的操作指令，包括數據傳輸、算術邏輯運算、控製轉移等。理解不同指令格式的設計理念及其對效率的影響。 尋址模式： 探索數據在內存中被訪問的各種方式，如立即數尋址、寄存器直接尋址、基址尋址、變址尋址等。理解不同的尋址模式如何影響指令的靈活性和執行效率。 簡單指令集的設計： 通過模擬一個簡單的指令集，理解設計一個完整ISA所需要考慮的要素，例如指令集的完備性、一緻性以及與硬件資源的匹配度。 匯編語言的初步： 簡要介紹匯編語言作為機器碼的符號化錶示，幫助您理解高級語言是如何被翻譯成計算機可以直接執行的指令序列的。 第三部分：計算機的“大腦”——處理器（CPU）設計 本部分將把前兩部分的知識融會貫通，深入剖析中央處理器（CPU）的核心設計。您將學習到： CPU的基本結構： 瞭解CPU的幾個關鍵組成部分，如算術邏輯單元（ALU）、寄存器文件、控製單元和指令讀取/解碼邏輯。 指令的執行過程： 詳細剖析一條指令從取指令、指令譯碼、執行、訪存到寫迴的完整周期。理解數據通路和控製信號如何在指令周期內流動。 流水綫技術： 學習如何通過將指令的執行分解為多個階段，讓不同指令的階段並行執行，從而大幅提升CPU的吞吐量。探討流水綫衝突及其解決方法，如分支預測。 RISC與CISC理念： 簡要介紹兩種主流的指令集架構設計哲學，理解它們各自的優勢和劣勢，以及它們對處理器設計的深遠影響。 第四部分：數據與指令的存儲——存儲器層次結構 沒有高效的存儲機製，強大的處理器也無法充分發揮其潛力。本部分將探討計算機的存儲係統： 內存（RAM）與外存： 區分隨機訪問存儲器（RAM）和長期存儲設備（如硬盤、固態硬盤）的特性，理解它們在計算機係統中的不同角色。 存儲器層次結構： 解釋為什麼需要將存儲設備組織成一個層次結構，從速度最快的寄存器到速度最慢的硬盤。 緩存（Cache）原理： 深入理解CPU緩存的工作原理，包括緩存的組織方式（直接映射、組相聯、全相聯）、緩存塊、命中與未命中、以及緩存替換策略。學習緩存如何通過局部性原理提高數據訪問速度。 虛擬內存： 介紹虛擬內存的概念，以及它如何通過內存管理單元（MMU）實現進程隔離、擴大程序可訪問的地址空間，並與磁盤交換數據。 第五部分：協同工作的藝術——總綫、I/O與多核 計算機係統是一個由多個組件協同工作的復雜整體。本部分將目光投嚮組件之間的通信與協作： 總綫係統： 理解CPU、內存和I/O設備之間如何通過總綫進行通信。學習數據總綫、地址總綫和控製總綫的功用，以及總綫仲裁的必要性。 輸入/輸齣（I/O）係統： 介紹I/O設備如何與CPU交互，包括程序控製I/O、中斷驅動I/O和直接內存訪問（DMA）。理解I/O接口電路的作用。 多處理器與多核： 探討如何通過增加處理器核心來提升計算性能。簡要介紹多核處理器帶來的挑戰，如緩存一緻性、任務調度和並行編程等。 結語 通過對本書內容的學習，您將不再僅僅將計算機視為一個黑箱，而是能夠理解其內部精密的邏輯設計和高效的體係結構。我們將幫助您建立起一個堅實的計算機科學基礎，為進一步深入學習操作係統、編譯原理、計算機網絡等更高級的課題鋪平道路，使您能夠更深刻地理解現代計算技術的發展脈絡，並為未來的創新與實踐奠定不可或缺的知識基石。

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

評分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆