计算机组成原理教程

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出版者:清华大学
作者:张基温
出品人:
页数:239
译者:
出版时间:2000-3
价格:17.00元
装帧:
isbn号码:9787302027874
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机组成原理
  • 计算机体系结构
  • 数字逻辑
  • 汇编语言
  • 计算机硬件
  • 存储系统
  • CPU
  • 输入输出
  • 流水线
  • 并行处理
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具体描述

计算机组成原理教程(第2版),ISBN:9787302027874,作者:张基温编著

《高效程序员的算法与数据结构实战指南》 这本书旨在为有一定编程基础的开发者,尤其是那些希望提升代码效率、优化程序性能的读者,提供一套系统而实用的算法与数据结构学习方案。我们不只停留于理论的讲解,更强调在实际开发场景中的应用,通过深入剖析经典算法的原理、复杂度分析以及不同数据结构的优劣,帮助读者构建起坚实的计算机科学基础,从而编写出更具竞争力的高效代码。 本书内容特色: 1. 从基础到进阶的螺旋式上升: 我们将从最基础的线性数据结构(如数组、链表、栈、队列)入手,逐步深入到更复杂的数据结构(如树、图、哈希表、堆),并在此基础上讲解各类核心算法(如排序、搜索、图算法、动态规划、贪心算法等)。每个章节都建立在前一章节知识的基础上,确保读者能够平稳过渡,循序渐进地掌握复杂概念。 2. 理论与实践的高度融合: 对于每一个算法或数据结构,我们都会详细阐述其背后的数学原理和逻辑思想,并提供清晰的伪代码和不同编程语言(主要以Python和Java为例,同时辅以C++的思考方式)的实现示例。更重要的是,我们会结合实际应用场景,例如如何在电商平台中实现高效的推荐系统,如何优化数据库查询,如何设计内存管理策略,以及在游戏开发中运用图算法等,让读者真切感受到理论知识的价值。 3. 面向性能优化的深度剖析: 本书将花费大量篇幅讲解算法的时间复杂度和空间复杂度分析。我们会演示如何通过“大O”表示法来评估算法的效率,并指导读者如何在面对海量数据时,选择最合适的算法和数据结构来优化程序的执行速度和资源消耗。例如,我们会对比不同排序算法在不同数据集上的表现,分析哈希冲突的解决方案对查询效率的影响,以及如何在有限内存下高效地处理大规模图数据。 4. 常见面试题与实战项目解析: 许多知名的科技公司在招聘时都会考察候选人的算法和数据结构功底。本书精选了大量在实际面试中出现的典型题目,并提供详细的解题思路、代码实现和优化建议。此外,我们还将通过构建小型实战项目(如一个简单的搜索引擎索引、一个缓存系统、一个路径查找工具等),让读者在实践中巩固所学知识,积累项目经验。 5. 深入理解计算机科学的底层逻辑: 虽然本书不直接涉及计算机硬件和底层逻辑,但算法和数据结构的选择与实现,往往与底层系统的效率紧密相关。通过学习如何高效地组织和处理数据,读者将能更深刻地理解现代软件系统为何如此设计,以及性能瓶颈可能出现在何处,为未来学习操作系统、编译原理等课程打下坚实基础。 适用读者: 希望提升代码效率和程序性能的软件工程师。 准备或正在参加技术面试的应届毕业生和在职开发者。 对计算机科学基础知识有浓厚兴趣,希望系统学习算法与数据结构的程序员。 需要为特定应用场景(如大数据处理、人工智能、游戏开发等)选择和设计高效解决方案的工程师。 本书的目标: 通过本书的学习,读者将能够: 熟练掌握各种核心算法的设计与分析方法。 深入理解常用数据结构的特点、适用场景及实现细节。 能够独立分析程序性能瓶颈,并运用算法与数据结构进行优化。 自信地应对技术面试中的算法和数据结构问题。 构建更高效、更健壮、更具可扩展性的软件系统。 踏上这本书的旅程,您将解锁编写高效、优雅代码的秘密,为您的职业生涯增添强大的技术竞争力。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书带给我的不仅仅是理论知识,更多的是一种解决问题的思路和方法。在学习过程中,我遇到过很多以前觉得无法理解的技术名词,比如 DMA、中断控制器等等,在其他地方看可能就是一堆生涩的术语,但在《计算机组成原理教程》中,作者总是能用非常形象的比喻,将它们的功能和工作原理解释清楚。比如说,它将中断比作“电话铃响”,将 DMA 比作“快递员直接送货”,这些生动的例子让我能够快速地理解这些抽象的概念。更重要的是,这本书在讲解每个知识点时,都会穿插一些实际的应用场景,让我明白这些理论知识是如何服务于实际的计算机系统的。我开始理解为什么某些操作会比其他操作快,为什么会有内存对齐这样的概念,甚至能隐约感觉到显卡、声卡等硬件在整个计算机架构中的位置。这种融会贯通的感觉,让我觉得学习过程充满了乐趣和成就感。

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我一直觉得,真正的技术书应该能够激发读者的创造力和探索欲,而不是仅仅传授知识。《计算机组成原理教程》就做到了这一点。它在讲解每一个核心概念时,都会留有余地,让你能够去思考“如果…会怎样?”。比如,在讲解流水线技术时,它不仅仅说明了它的好处,还提到了可能出现的“冲突”以及解决方法。这让我开始思考,如果我要设计一个更高效的流水线,需要考虑哪些问题。这本书还有一个非常好的地方,就是它会引导你去理解“为什么”这样做。很多技术设计并不是凭空产生的,而是有其历史原因和技术考量的。通过这本书,我能够理解很多设计决策背后的逻辑,从而更深入地理解计算机的演进过程。我感觉自己已经从一个纯粹的“使用者”变成了一个“思考者”,对计算机的未来发展也充满了期待。

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这本书就像一位耐心的老师,循序渐进地引导我这个门外汉一步步理解计算机的奥秘。我一直对电脑是怎么工作的感到好奇,但市面上很多书籍要么过于晦涩难懂,要么过于浅尝辄止。当我翻开《计算机组成原理教程》时,就被它清晰的逻辑和生动的讲解所吸引。从最基础的二进制和逻辑门开始,作者没有跳过任何一个关键的环节,而是像剥洋葱一样,层层深入。我特别喜欢它对CPU的讲解,不再是冷冰冰的指令集,而是通过类比和图示,让我看到了一个“大脑”是如何思考和执行任务的。流水线、缓存、中断这些曾经让我望而生畏的概念,在这本书里变得触手可及。我甚至开始尝试着去理解一些简单的汇编指令,虽然离真正掌握还有很长的路要走,但这种“我能行”的感觉,以及看到自己一点点进步的成就感,是无与伦比的。这本书不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启迪,让我学会如何分解复杂问题,如何从底层逻辑去理解事物。它让我不再仅仅是电脑的使用者,更能窥视到其内在的灵魂。

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这本书最大的特点在于它的“系统性”和“前瞻性”。它不仅仅是教授你一个一个孤立的知识点,而是帮你构建起一个完整的计算机系统认知。它从最基础的数字逻辑,到指令集体系结构,再到存储系统和输入输出系统,每一个部分都衔接得非常自然,让你能够理解它们是如何构成一个整体的。我特别欣赏它在讲解指令集时,并没有局限于某种特定的指令集,而是从通用性、效率性等角度,讨论了不同指令集的设计哲学。这让我意识到,指令集的设计并非一成不变,而是随着技术的发展不断演进的。阅读这本书,我感觉自己不再是被动地接收知识,而是主动地去思考,去连接。它让我明白,理解计算机的本质,需要的不仅仅是记忆,更是理解和分析能力。这种能力,在这本书的学习过程中得到了极大的锻炼。

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第一次接触这本书,就感觉它不是那种“速成”或“扫盲”式的读物,而是真正致力于让你扎实地掌握计算机底层知识的。它不会给你承诺一个“三天精通”的假象,而是脚踏实地地引导你构建起坚实的知识体系。我印象最深刻的是关于存储器层次结构的讲解。过去我只知道内存、硬盘这些概念,但这本书详细解释了为什么会有 L1、L2、L3 缓存,它们各自的特点和在整个体系中的作用。通过对缓存命中率、延迟的讨论,我才真正理解了为什么高性能计算机需要如此复杂的存储设计。此外,它对总线的设计和通信机制的阐述也非常到位,让我明白数据是如何在不同的组件之间高效流动的。这本书的优点在于,它不会为了简化而牺牲掉关键的技术细节,而是用一种清晰易懂的方式将这些细节呈现出来。阅读过程中,我感觉自己就像一个建筑师,正在一点点搭建起计算机这座宏伟的“城堡”,从地基到梁柱,再到内部的精装修,每一个环节都至关重要。

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对于一个对计算机硬件充满好奇,但又没有专业背景的读者来说,这本书简直是量身定做的。它没有使用太多复杂的数学公式,也没有过多的抽象理论,而是以一种非常贴近实际应用的方式,向我们展示了计算机的内部运作机制。我特别喜欢它对数据通路和控制逻辑的讲解。它不仅仅是列举了各种组合逻辑和时序逻辑电路,而是通过详细的图示和步骤,展示了这些电路是如何协同工作的,如何完成一个指令的执行。当我看到 ALU 是如何进行加减乘除,寄存器是如何存储数据,控制单元是如何发出指令时,我感觉我真的“看懂”了计算机。而且,这本书还涉及了计算机性能的评价指标,比如 CPI、MIPS 等,让我能够从一个更宏观的角度去理解计算机的效率。这本书的价值在于,它能够将原本枯燥的技术知识,变成引人入胜的故事,让我愿意花时间去探索和学习。

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这本书的语言风格非常朴实,没有太多华丽的辞藻,但每一个字都充满了智慧。它不会试图用一些听起来很“高科技”的词汇来包装自己,而是用最直接、最清晰的方式来阐述复杂的概念。我记得在讲到存储器和CPU之间的交互时,它用了一个非常贴切的比喻,让我立刻就明白了它们之间的“供需关系”和“通信瓶颈”。此外,这本书还非常注重“实践性”,虽然它本身是一本理论书籍,但它提供的很多例子和思考方向,都能够引导你去动手实践。比如,它会让你去思考不同数据表示方法对效率的影响,或者不同指令执行顺序对性能的影响。这些看似微小的细节,却是真正理解计算机精髓的关键。我感觉这本书不仅仅是一本教材,更像是一本“武功秘籍”,让你在理解招式的同时,也能领悟其内功心法。

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坦白说,在读这本书之前,我对计算机的理解仅限于“能用就行”。但是,这本书彻底改变了我的看法。它让我看到了计算机背后隐藏的庞大而精密的工程。我尤其喜欢它对“指令集体系结构”(ISA)的讲解,它让我明白,CPU 的指令并非杂乱无章,而是遵循着一套严谨的设计规范。这套规范决定了软件如何与硬件进行交互,也影响着整个计算机系统的性能和效率。这本书还花了很大的篇幅去介绍不同的 ISA,比如 RISC 和 CISC 的优缺点,以及它们对现代计算机设计的影响。这让我意识到,即使是“指令”这个最基础的概念,也蕴含着深刻的设计思想。阅读这本书,我感觉自己就像一个侦探,在解开计算机这个复杂系统的层层谜团,每一次的理解都带来新的惊喜。

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阅读《计算机组成原理教程》的过程,就像是在经历一场思维的“洗礼”。它不仅仅是让你记住一些名词和概念,更是让你学会如何去“思考”计算机。它会引导你从宏观到微观,从整体到局部,去理解计算机的每一个组成部分是如何协同工作的。我印象特别深刻的是关于 I/O 系统的讲解,它让我明白了各种输入输出设备是如何与 CPU 进行数据交换的,以及如何通过各种接口和协议来协调这些交互。这让我意识到,计算机并不是一个孤立的整体,而是通过各种接口与外部世界进行连接和交互的。这本书还非常注重“细节”,它会让你注意到那些看似不起眼的设计,却对整个系统的性能有着至关重要的影响。我感觉,通过这本书的学习,我不仅掌握了计算机组成原理的知识,更重要的是,我学会了一种严谨、系统、深入的思考方式,这对我未来的学习和工作都将受益匪浅。

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这本书的内容非常全面,从最底层的逻辑门,到高端的处理器设计,几乎涵盖了计算机组成原理的方方面面。而且,它的讲解方式非常灵活,不是那种死板的“填鸭式”教学。它会在讲解一个概念时,提供多种角度的解释,或者从不同的应用场景来阐述。例如,在讲解存储器时,它不仅解释了 DRAM 和 SRAM 的原理,还分析了它们在计算机系统中的不同应用,以及为什么需要这种分层设计。此外,这本书还非常关注“性能优化”,它会让你理解,很多设计决策都是为了提高计算机的运行效率。通过这本书,我开始能够理解一些软件优化背后的硬件原因,也能更好地去理解为什么某些程序的运行速度会更快。这种“知其所以然”的学习体验,让我对计算机的认识达到了一个新的高度。

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