微機原理與接口技術學習指導 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:電子工業齣版社

作者:周佩玲/彭虎/傅忠謙編

出品人:

頁數:137

译者:

出版時間:2005-4

價格:14.00元

裝幀:簡裝本

isbn號碼:9787121010866

叢書系列:

圖書標籤:

• yxm107732@163.com
• 微機原理
• 接口技術
• 計算機基礎
• 匯編語言
• 8086
• 硬件
• 電子技術
• 學習指導
• 教材
• 計算機組成原理

數字信號處理基礎與應用 第一章 離散時間信號與係統 本章深入探討離散時間信號與係統的基本概念和數學描述。我們將從連續時間信號的采樣定理齣發，詳細闡述如何將連續信號轉換為離散信號，並分析采樣過程中可能齣現的混疊現象及其對信號重建的影響。隨後，我們將係統地介紹離散時間信號的錶示方法，包括序列、Z變換的初步概念。 在係統方麵，本章側重於綫性時不變（LTI）係統的分析。我們將定義LTI係統的基本性質，如疊加性、時不變性，並通過衝激響應來完全刻畫一個LTI係統。捲積積分（對於連續時間係統）和捲積和（對於離散時間係統）是本章的核心內容。我們將詳細推導離散係統的輸齣信號如何通過輸入信號與係統衝激響應的捲積和求得，並提供豐富的實例演示如何利用此方法分析係統的時域特性。 此外，本章還將引入差分方程作為描述離散時間係統的另一種重要工具。我們將探討如何利用差分方程來分析係統的因果性、穩定性和暫態響應。通過對這些基礎概念的透徹理解，讀者將為後續更高級的分析技術打下堅實的基礎。對係統特性的分析將不僅僅停留在理論層麵，還會結閤具體信號（如階躍信號、指數信號）的響應進行直觀闡釋。 第二章 離散時間係統的頻域分析：傅裏葉變換 信號和係統的分析往往在頻域進行更為高效和直觀。本章的核心任務是建立離散時間傅裏葉變換（DTFT）的理論框架。我們將詳細闡述周期序列的傅裏葉級數錶示法，並由此過渡到非周期序列的傅裏葉變換。DTFT的收斂性條件和基本性質，如綫性、時移、頻移、調製、捲積的頻域對偶性等，將得到詳盡的討論和證明。 理解DTFT的周期性是至關重要的。我們將強調，即使輸入信號是非周期的，其頻譜（DTFT）仍然是周期性的，其周期為 $2pi$。本章將配備大量圖示，幫助讀者理解如何通過頻譜圖來觀察信號的頻率內容和係統的濾波特性。 為瞭實際計算，我們引入離散傅裏葉變換（DFT）。DFT是DTFT在等間隔頻率點上的采樣，是數字信號處理（DSP）硬件和軟件實現的基礎。本章將闡述DFT的定義、其與DTFT的關係，以及如何利用DFT分析有限長序列的頻譜。我們將初步介紹DFT的周期延拓和頻譜泄漏現象，為後續快速傅裏葉變換（FFT）的學習做好鋪墊。 第三章 Z變換及其在係統分析中的應用 Z變換是分析和設計離散時間係統的強大數學工具，它極大地推廣瞭傅裏葉分析的範圍，特彆是對於那些傅裏葉變換不收斂的係統和信號。本章將從雙邊Z變換開始，定義其數學錶達式，並嚴格界定收斂域（ROC）。我們將係統地推導常見序列的Z變換對，包括指數序列、單位階躍序列等。 本章的重點在於理解Z平麵及其對係統特性的指導意義。我們將深入分析ROC的幾何意義，特彆是它如何決定係統的因果性、穩定性（係統極點在單位圓上的位置）。我們將詳細介紹單邊Z變換，它在求解綫性常係數差分方程初值問題中的應用。 Z變換的另一個關鍵應用是係統函數的建立。我們將展示如何利用Z變換將時域的捲積運算轉化為頻域的乘法運算，即 $H(z) = Y(z)/X(z)$。通過分析係統函數 $H(z)$ 的零點和極點，我們可以完全確定LTI係統的行為。本章將通過大量實例，演示如何從差分方程直接導齣係統函數，並利用部分分式展開法求係統的脈衝響應。 第四章 FIR和IIR濾波器的設計原理 濾波是數字信號處理的核心任務之一。本章將集中介紹兩種主要的數字濾波器結構：有限脈衝響應（FIR）濾波器和無限脈衝響應（IIR）濾波器。 FIR濾波器設計： 我們將從FIR濾波器的必要條件（綫性相位）齣發，詳細介紹窗函數法。本章會詳細介紹和比較常見的窗函數，如矩形窗、漢寜窗、海明窗等，分析不同窗函數對濾波器過渡帶寬度和阻帶衰減的權衡。此外，還將探討頻率采樣法和最優濾波器設計（如Parks-McClellan算法的原理介紹），使讀者對FIR設計的全景有一個清晰的認識。 IIR濾波器設計： IIR濾波器因其在較低階數下能實現陡峭的過渡帶而被廣泛應用。本章將重點介紹從模擬濾波器到數字濾波器的雙綫性變換法（BLT）。我們將詳細闡述巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）模擬濾波器的原型設計，包括低通、高通、帶通和帶阻濾波器。BLT的頻率映射關係和預畸變（Prewarping）技術是本節的重點，確保數字濾波器能準確復現模擬濾波器的頻率響應。最後，我們將對比FIR和IIR濾波器在計算復雜度、穩定性和相位特性上的優缺點。 第五章 隨機信號處理基礎 本章將信號處理的視角從確定性信號擴展到隨機信號，這是通信、控製和測量領域不可或缺的一部分。我們將首先介紹隨機過程的基本概念，如均值函數、自相關函數和功率譜密度（PSD）。 隨機過程的平穩性（寬平穩和嚴平穩）是本章分析的基礎。我們將深入探討自相關函數的性質及其與功率譜密度的關係，特彆是維納-辛欽（Wiener-Khinchin）定理在隨機信號分析中的重要性。 在本章的後半部分，我們將重點關注隨機過程的綫性係統響應。對於一個通過LTI係統的隨機過程，如何計算其輸齣過程的自相關函數和功率譜密度將是核心內容。我們將引入白噪聲的概念，並分析通過低通濾波器後的白噪聲的頻譜特性。此外，本章還將簡要介紹最優綫性估計的基本思想，如維納濾波器的原理框架，為後續的信號增強和噪聲消除奠定理論基礎。 第六章 快速傅裏葉變換（FFT）算法與實現 DFT的直接計算復雜度較高，是限製其在實時應用中的主要瓶頸。本章專注於快速傅裏葉變換（FFT）算法，這是現代DSP的核心技術之一。我們將詳細闡述最常用的Cooley-Tukey算法，特彆是蝶形運算（Butterfly Operation）的原理。 本章將首先介紹如何將 $N$ 點DFT分解為兩個 $N/2$ 點DFT的運算（即按時間抽選的Decimation-In-Time, DIT算法）。我們將詳細展示FFT的運算流圖，並分析其計算量的顯著降低，從 $O(N^2)$ 降至 $O(Nlog_2 N)$。我們將討論實現FFT時必須考慮的位反轉（Bit-Reversal）操作及其必要性。 為瞭提供更全麵的視角，本章還將簡要介紹按頻率抽選的FFT算法（Decimation-In-Frequency, DIF）。最後，我們將討論實際應用中FFT的一些挑戰，如非2的冪次的數據點處理（填充零的策略）以及FFT在頻譜分析中可能引入的譜間引綫（Spectral Leakage）問題及其緩解措施。 第七章 現代信號處理技術：小波分析導論 雖然傅裏葉分析在頻域分析方麵非常強大，但它缺乏時間定位能力，無法很好地分析非平穩信號（信號的頻率成分隨時間變化的信號）。本章引入小波分析作為一種強大的時頻分析工具。 我們將從小波的定義齣發，介紹連續小波變換（CWT）的基本概念，強調小波（Wavelet）作為“局部化”的傅裏葉基函數的特性。與無限長的正弦和餘弦基函數不同，小波具有有限的持續時間，這使得小波變換能夠同時提供時間和頻率信息。 本章的核心是離散小波變換（DWT）及其在信號去噪和壓縮中的應用。我們將詳細介紹多分辨率分析（MRA）的框架，並重點闡述正交小波變換的實現——Mallat分解算法（或稱“旗幟算法”）。該算法利用一對低通和高通濾波器（稱為尺度函數和小波函數）對信號進行遞歸分解和重構。通過實例展示如何利用小波包分解和閾值處理實現高效的信號去噪，並在一定程度上介紹小波在圖像處理中的應用前景。

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我對《數字邏輯與接口設計：從基礎門電路到FPGA實現》這本書的評價是：**極具前瞻性與拓展性**。在如今芯片設計日趨復雜化的背景下，如果教材還停留在固定CPU的時代，那無疑是落伍的。這本書的精彩之處在於，它並沒有將重點鎖定在某一代的微處理器架構上，而是用非常高的視角來審視“接口”的本質——即不同功能模塊之間信息的有效傳遞機製。它在講解基礎的串行與並行通信協議後，果斷地引入瞭對可編程邏輯器件（FPGA）的介紹，並展示瞭如何利用VHDL/Verilog來設計一個自定義的、高效的通信接口控製器。這種將“原理”與“實現平颱”緊密結閤的做法，極大地拓寬瞭讀者的視野。書中關於時序邏輯設計中鎖存器和觸發器的特性對比，以及如何利用時序約束來保證係統穩定性的部分，寫得極其透徹，這對於理解現代高速數字係統的設計至關重要。對我來說，它不僅僅是一本關於微機接口的書，更是一本關於**如何用現代數字設計思維去實現任何接口邏輯**的指南。這本書的深度和廣度，確保瞭讀者在未來幾年內都不會感到內容陳舊。

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《匯編語言程序設計基礎與實踐》這本書，坦率地說，對於初學者來說，簡直是一本**及時的救星**。我過去在學習8086匯編指令集時，總是感覺那些跳轉、堆棧操作像迷霧一樣讓人抓狂，書本上的例子也顯得太過抽象和脫離實際。但是這本書，它從一開始就擺脫瞭那種乾巴巴的理論說教，而是用大量的、貼近實際硬件操作的案例來構建知識體係。比如，它講解中斷服務程序時，不是簡單地羅列 INT 21H 的功能碼，而是會手把手地帶你模擬一個鍵盤輸入過程，讓你真正理解中斷嚮量錶是如何工作的，以及 CPU 是如何在繁忙的執行過程中停下來處理外部請求的。更讓我贊賞的是，它對內存分段和尋址方式的闡述極其細緻，通過生動的圖示和對比，徹底厘清瞭段寄存器（CS, DS, SS, ES）之間的關係，這可是初學者最容易混淆的地方。讀完前三章，我感覺自己對底層硬件的“觸感”一下子就強瞭很多，不再是單純地背誦指令，而是開始思考指令執行後，CPU 內部寄存器和內存單元到底發生瞭什麼變化。這本書的價值在於，它成功地架起瞭一座理論與動手實踐之間的橋梁，讓枯燥的底層編程變得有跡可循，有跡可循的知識纔是真正能被掌握的知識。它的排版和邏輯流程設計得也非常清晰，每一節知識點後麵都有即時的“自測與思考”環節，確保讀者沒有走神。

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這本書，以其**返璞歸真的教學理念**，為我重塑瞭對“指令集架構”的理解。在過去，我一直被復雜的指令集和眾多的尋址模式所睏擾，總覺得要成為高手就必須記住每一個指令的機器碼和標誌位影響。然而，這本書的作者似乎洞察到瞭這種“記憶負擔”的弊端，他選擇瞭一個非常巧妙的切入點：從**最小可工作係統**齣發，逐步引入更復雜的指令。它會先用最基礎的“加載-運算-存儲”循環來構建一個極簡的程序，讓你理解CPU執行一條指令的生命周期，然後纔開始慢慢拓寬到乘除法、循環控製等高級指令。這種“搭積木”式的教學方法，極大地降低瞭初次接觸匯編語言的心理門檻。而且，它對**匯編器和鏈接器**的工作流程的剖析細緻入微，這是很多教材往往一帶而過的地方。通過詳細解讀目標文件格式和段重定位的過程，我終於明白瞭為什麼有時候代碼能跑，有時候卻會因為鏈接錯誤而崩潰。這本書的重點不是教你如何編寫最快的代碼，而是教你**如何理解編譯器和匯編器為你做瞭什麼**，這對於培養紮實的底層軟件開發習慣至關重要。

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這本書的特點，如果用一個詞來形容，那就是**“實踐導嚮的故障排除手冊”**。我拿到這本書時，我正在為一個嵌入式項目頭疼，那個項目涉及到復雜的外部設備數據采集和異常信號處理，總是齣現莫名其妙的數據丟失。我抱著試試看的心態翻閱瞭這本書的“外設異常處理與驅動調試”章節。我必須說，這本書的視角非常獨特，它不是從“如何寫驅動”的角度齣發，而是從“當驅動寫錯瞭，係統會如何崩潰”的角度反推。它詳細列舉瞭諸如總綫競爭、時鍾漂移、握手失敗等常見硬件接口錯誤在係統層麵上會錶現齣來的癥狀，並提供瞭對應的診斷流程。比如，當一個並行接口的設備齣現粘滯狀態時，它建議檢查握手信號的時序圖是否滿足Setup/Hold時間要求，並提供瞭使用邏輯分析儀捕獲信號的參數設置建議。這種**“先診斷後治療”**的思路，對我解決實際問題起到瞭立竿見影的效果。全書充滿瞭大量的流程圖和實際的硬件邏輯分析，非常適閤那些已經有一定理論基礎，但苦於無法將理論知識轉化為解決實際硬件難題能力的工程師和高級學生。它彌補瞭標準教科書在工程實踐中的“空白”。

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說實話，我對市麵上很多號稱“深入”的微機原理教材都持保留態度，很多都隻是堆砌瞭大量的寄存器描述和時序圖，讀起來像是在啃一本厚厚的規格說明書。然而，這本《深入理解計算機結構：從寄存器到總綫協議》給我的感受完全不同。它更像是一位經驗豐富的老工程師在跟你娓娓道來現代計算機係統是如何一步步演化和協同工作的。這本書的重點明顯不在於讓你背誦某一個特定型號的微處理器手冊，而是著眼於**跨代際的共性原理**。它對總綫仲裁機製的分析簡直是教科書級彆的，無論是傳統的共享總綫還是後來的分層架構，它都能用清晰的層次結構圖來解構復雜的信號交互過程。特彆是關於I/O控製器的設計哲學，它沒有停留在簡單的程序查詢或中斷驅動，而是深入探討瞭DMA（直接內存訪問）如何從根本上解放CPU，這纔是理解現代高性能計算的關鍵。書中還花瞭大量的篇幅討論瞭指令流水綫和緩存一緻性問題，這些內容通常被認為是非常高級的領域，但作者卻能用非常精煉的語言和恰當的抽象層次進行闡述，使得一個非專業背景的讀者也能窺見高性能計算背後的秘密。讀完這本書，我對“接口技術”的理解從簡單的“讀寫端口”提升到瞭“係統級的數據流管理”的高度。

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