Fundamentals of Microcomputers for Technology Students pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:Prentice Hall

作者:David Conger

出品人:

页数:452

译者:

出版时间:1998-5-22

价格:USD 106.00

装帧:Paperback

isbn号码:9780132170192

丛书系列:

图书标签:

• Microcomputers
• Technology
• Fundamentals
• Computer Science
• Digital Systems
• Hardware
• Software
• Engineering
• Education
• IT

《数字世界的基石：微型计算机原理与应用解析》 本书旨在为具有一定技术基础的读者，特别是技术类专业的学生，提供对微型计算机核心原理的深入理解。我们将从最基础的数字逻辑出发，逐步揭示微型计算机如何通过精密的硬件设计和指令集的协同工作，实现复杂的计算和控制功能。本书并非仅仅陈述枯燥的理论，而是力求通过清晰的阐述、详实的图解以及贴合实际的案例，帮助读者构建起对微型计算机的全局认知，为日后更深入的学习和应用打下坚实的基础。 第一部分：数字信号的语言——数字逻辑与二进制系统 在深入微型计算机的构造之前，我们必须先掌握构成其运行基础的“语言”——数字逻辑。本部分将带领读者走进0和1的二进制世界。我们将从最基本的逻辑门（AND、OR、NOT、XOR等）及其真值表入手，理解它们如何执行最简单的逻辑运算。随后，我们将探讨组合逻辑电路，如加法器、减法器、译码器和编码器，这些电路是构成更复杂计算单元的积木。 接着，我们将深入到时序逻辑电路，这是微型计算机能够“记忆”和“状态”的关键。触发器（D触发器、JK触发器等）的原理将被详细解析，它们是构成寄存器和内存单元的基础。同步和异步时序电路的区别，以及时钟信号在同步电路中的核心作用，也将被清晰地阐述。通过本部分的学习，读者将理解数字信号的本质，以及如何利用逻辑门和时序电路构建出可以执行基本数据处理的电路。 第二部分：微型计算机的“心脏”——中央处理器（CPU）的架构与工作原理 本部分将聚焦于微型计算机的核心——中央处理器（CPU）。我们将详细剖析CPU的内部结构，包括： 运算逻辑单元（ALU）： 这是CPU执行算术和逻辑运算的地方。我们将深入理解ALU如何接收操作数，执行加法、减法、逻辑与、逻辑或等运算，并将结果输出。 控制单元（CU）： 这是CPU的“指挥官”。我们将解析控制单元如何从内存中读取指令，解码指令，并生成控制信号，指挥CPU内的各个部分协同工作。指令周期的概念，包括取指令、译码、执行、写回等阶段，将是本部分的重点。 寄存器（Registers）： CPU内部高速存储数据的区域，如通用寄存器、程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、状态寄存器等。我们将理解它们在指令执行过程中的具体作用，以及它们如何加速数据访问。 总线（Buses）： 连接CPU内部各个单元以及CPU与外部设备的数据、地址和控制通路。我们将分析不同类型总线的功能，以及它们如何确保数据的高效传输。 我们将进一步探讨指令集架构（ISA），理解不同指令集的特点，如RISC（精简指令集计算机）和CISC（复杂指令集计算机）的优势和劣势。并通过对一些典型指令的分析，让读者具体感受到CPU是如何执行程序的。 第三部分：微型计算机的“记忆”——内存与存储系统 微型计算机的运行离不开数据和指令的存储。本部分将深入探讨内存和存储系统。 内存（RAM）： 我们将详细解析随机存取存储器（RAM）的类型，如DRAM（动态随机存取存储器）和SRAM（静态随机存取存储器）的工作原理，理解它们的工作速度、存储密度和成本差异。内存的地址映射机制，以及CPU如何通过地址访问内存中的特定单元，也将被清晰阐述。 只读存储器（ROM）： 我们将介绍ROM在微型计算机中的作用，例如存储BIOS（基本输入输出系统）等固件。不同类型的ROM，如PROM、EPROM、EEPROM等，也将被提及，并解释其特性。 外部存储器： 为了存储大量数据和应用程序，微型计算机还需要外部存储设备。我们将探讨硬盘驱动器（HDD）、固态驱动器（SSD）等存储技术的基本原理，以及它们与内存的工作方式有何不同。文件的存储结构和访问方式也将有所涉及。 第四部分：微型计算机的“感官”——输入/输出（I/O）接口与设备 微型计算机并非孤立的运算机器，它需要与外部世界进行信息交互。本部分将聚焦于输入/输出（I/O）接口和设备。 I/O接口： 我们将解析I/O接口的作用，它们是CPU与外围设备之间的“翻译官”。各种标准接口，如USB（通用串行总线）、HDMI、SATA等，将通过实际应用场景进行讲解，让读者理解它们的功能和连接方式。 输入设备： 键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等输入设备如何将人类可识别的信息转换为数字信号，并传输给CPU，我们将进行分析。 输出设备： 显示器、打印机、扬声器等输出设备如何将CPU处理后的数字信息转换为人类可识别的输出，也将被详细解析。 中断机制（Interrupts）： 为了提高效率，CPU并非一直轮询检查设备状态。我们将深入讲解中断机制，理解外围设备如何通过中断信号通知CPU有事件发生，以及CPU如何响应中断。 直接内存访问（DMA）： 我们还将介绍DMA技术，它允许外围设备直接与内存进行数据传输，而无需CPU的干预，从而显著提高数据传输效率。 第五部分：微型计算机的“脉搏”——时钟与同步 时钟信号是微型计算机正常工作的“脉搏”。本部分将深入探讨时钟在微型计算机中的作用。 时钟发生器： 我们将介绍时钟信号的产生方式，以及振荡器等关键组件。 时钟频率： 时钟频率决定了CPU的运行速度，我们将解析时钟频率对微型计算机性能的影响。 时钟周期与节拍： 我们将理解时钟周期与指令执行之间的关系，以及CPU如何在一个或多个时钟周期内完成一条指令。 同步与异步： 时钟信号在微型计算机中是如何保证各个组件同步工作的，以及异步电路在特定场景下的应用，也将被探讨。 第六部分：微型计算机的“灵魂”——指令集与汇编语言入门 指令集是CPU能够理解和执行的命令集合，它们是连接硬件和软件的桥梁。本部分将介绍指令集以及汇编语言。 指令集架构（ISA）： 我们将回顾和深入解析不同类型的指令集，如RISC和CISC的代表性指令。 指令的构成： 我们将解析一条典型的指令是如何由操作码（opcode）和操作数（operand）组成的。 汇编语言： 作为机器语言的符号表示，汇编语言为我们提供了一个观察CPU如何执行指令的窗口。我们将介绍汇编语言的基本语法，包括指令助记符、寄存器命名、寻址模式等。 简单的汇编程序示例： 通过一些简单的汇编程序示例，如数据加载、算术运算、跳转等，读者将能够亲身体验指令的执行过程，并加深对CPU工作原理的理解。 第七部分：微型计算机的“生命线”——总线系统与通信 总线系统是微型计算机内部各个组件之间进行数据、地址和控制信息传输的“高速公路”。本部分将深入探讨总线系统。 总线分类： 我们将详细介绍数据总线、地址总线和控制总线的各自功能。 总线宽度： 总线宽度直接影响数据传输的吞吐量，我们将解析其重要性。 总线协议： CPU如何与内存、I/O设备等进行通信，需要遵循特定的总线协议。我们将介绍一些基本的总线通信机制。 总线仲裁： 当多个设备需要访问总线时，如何进行调度和管理，也将被探讨。 第八部分：从硬件到软件的桥梁——微处理器与嵌入式系统概述 在掌握了微型计算机的基本原理后，本部分将将其延伸至实际应用。 微处理器（Microprocessor）的演进： 我们将简要回顾微处理器的发展历程，从早期的4位、8位处理器到如今强大的多核处理器。 微控制器（Microcontroller）与嵌入式系统： 我们将介绍微控制器，它们是集成CPU、内存和I/O接口于一体的专用芯片，广泛应用于各种嵌入式系统。 嵌入式系统的典型应用： 通过列举汽车电子、家电、工业控制等领域的嵌入式系统案例，让读者看到微型计算机技术如何在日常生活中发挥重要作用。 硬件与软件的协同： 本部分还将强调硬件设计与软件开发的紧密联系，以及如何通过软件来充分发挥硬件的性能。 本书的编写风格力求严谨而不失活泼，理论与实践相结合。我们相信，通过对本书内容的系统学习，读者将能够建立起对微型计算机强大而迷人的内在世界的深刻认识，为未来在计算机科学、电子工程、自动化等相关领域的学习和职业生涯打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆