微型计算机原理与应用技术光盘

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出版者:高等教育
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译者:
出版时间:2002-10-25
价格:38
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isbn号码:9787900035202
丛书系列:
图书标签:
  • 微型计算机
  • 计算机原理
  • 应用技术
  • 光盘
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  • 电子技术
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具体描述

好的,以下是一本关于《现代电子系统设计与实践》的详细图书简介,该书内容与您提到的“微型计算机原理与应用技术光盘”完全无关,侧重于嵌入式系统、FPGA设计和高速电路等方面: --- 现代电子系统设计与实践:从理论到高速实现 内容概述 本书旨在为电子工程、通信工程、自动化及相关领域的专业人员和高年级学生提供一套全面、深入且高度实用的现代电子系统设计方法论和实践指南。与传统侧重于基础微处理器架构的书籍不同,本书的核心聚焦于嵌入式系统的高级架构设计、现场可编程门阵列(FPGA)的深入应用、高速信号完整性处理以及现代通信接口的实现。我们相信,在当前快速迭代的技术环境中,掌握跨越软件与硬件边界、处理高速率数据流的能力是工程师成功的关键。 全书共分为五大部分,涵盖了从底层硬件描述到复杂系统集成验证的全流程。我们摒弃了繁琐的通用计算机历史回顾,直接切入现代电子系统设计的核心挑战与前沿技术。 --- 第一部分:嵌入式系统的高级架构与实时性保证 本部分深入探讨了现代嵌入式系统不再是简单微控制器的延伸,而是复杂多核异构计算平台的现实。 1.1 异构处理器的选型与协同 详细分析了基于ARM Cortex-A/R系列、DSP以及专用加速器(如GPU、NPU)的系统级芯片(SoC)架构。重点讲解了多核缓存一致性协议(如MESI/MOESI)在系统性能中的关键作用,并提供了在Linux内核驱动层面实现跨核资源共享的实用技巧。 1.2 实时操作系统(RTOS)的深度优化 超越基础的RTOS任务调度介绍,本书侧重于确定性延迟(Determinism)的实现。我们详细阐述了时间触发(TT)和事件触发(ET)调度的权衡,并介绍了如何利用硬件定时器和中断嵌套管理来最小化最大任务响应时间(Worst-Case Execution Time, WCET)。对于如FreeRTOS或VxWorks等主流RTOS,提供了针对特定硬件平台(如STM32H7或Xilinx Zynq MPSoC)的内核裁剪和优化案例。 1.3 内存层次结构与DMA优化 系统地剖析了DDR3/LPDDR4内存的电气特性、时序参数及控制器配置。重点在于如何高效利用直接内存访问(DMA)控制器,设计无CPU干预的数据搬运流水线,避免“内存墙”对实时数据吞吐量的限制。本书提供了基于Axi-Stream接口的DMA配置范例。 --- 第二部分:FPGA设计与硬件加速原理 这是本书的核心技术板块,致力于将读者从HDL(硬件描述语言)的使用者提升为系统级加速器的设计者。 2.1 现代FPGA架构与资源利用 详细解读了主流FPGA(如Xilinx UltraScale+或Intel Stratix 10)中的关键资源:查找表(LUT)、锁相环(PLL)、延迟线(DLL)以及高速收发器(SerDes)的内部结构。讲解了如何通过资源映射优化来提高时序收敛的可能性。 2.2 高级HDL设计:RTL级并发与时序控制 本书严格遵循同步化设计原则。通过大量实例,区分了组合逻辑和时序逻辑的正确描述方式。深入讲解了跨时钟域(CDC)信号处理,包括使用握手协议(Handshake)和同步器(Synchronizer Chain)的优劣比较,确保系统可靠性。 2.3 硬件加速器设计流程与IP核集成 侧重于如何将计算密集型算法(如FFT、数字滤波或图像处理)映射到FPGA流水线上。介绍了AXI4协议族(Lite, Full, Stream)在SoC与FPGA之间数据交互中的标准用法。读者将学习如何构建一个完整的、可被ARM处理器调用的用户自定义IP核。 2.4 HLS(高层次综合)的实践与限制 探讨了使用C/C++进行系统级设计并自动生成RTL的高层次综合(HLS)技术(如Vitis HLS或Intel HLS)。关键在于分析HLS编译器的优化指令(如`unroll`, `pipeline`, `array_partition`)如何影响最终的时序和资源占用,帮助工程师做出最佳的HDL与HLS代码选择。 --- 第三部分:高速信号完整性(SI)与电源完整性(PI) 随着系统工作频率的不断攀升,传统PCB设计已无法满足要求。本部分聚焦于确保数据传输可靠性的物理层设计。 3.1 传输线理论与阻抗匹配 详细解释了RLC模型在高速电路中的应用。讲解了微带线(Microstrip)和带状线(Stripline)的等效电路模型,以及如何通过PCB叠层设计和蚀刻公差来精确控制特征阻抗(Characteristic Impedance)。 3.2 串扰(Crosstalk)的分析与抑制 深入分析了近端串扰(NEXT)和远端串扰(FEXT)的产生机理。提供了间距法则(Spacing Rules)、参考平面切换控制以及使用差分对隔离技术来有效抑制串扰的具体设计规范。 3.3 抖动(Jitter)的量化与裕度计算 对于SerDes、PCIe和DDR接口,抖动是致命因素。本书介绍了定时抖动(Timing Jitter)的类型(随机、确定性)及其对系统眼图(Eye Diagram)的影响。演示了如何利用眼图分析工具来计算建立时间(Setup Time)和保持时间(Hold Time)的裕度。 3.4 电源完整性(PI)与去耦网络设计 分析了开关电源(SMPS)在高频数字电路中的噪声注入问题。详细讲解了去耦电容网络的优化设计,包括电容选型(MLCC、钽电容的ESR/ESL特性)、空间布局策略,以及如何利用平面谐振分析来确保高频电流回路的低阻抗特性。 --- 第四部分:现代通信接口与协议栈实现 本部分侧重于系统间高速数据交换的标准与实践。 4.1 PCIe Gen4/Gen5 协议基础与调试 聚焦于PCI Express协议的物理层(PHY)和数据链路层(DLL)。重点讲解了Lane Reversal、Scrambling、8b/10b或128b/130b编码的原理,并提供了在FPGA中实现兼容性测试(Compliance Testing)中关键参数(如LTSSM状态机)的验证方法。 4.2 工业级以太网与TSN(时间敏感网络) 探讨了面向控制和数据采集领域的TSN标准,尤其是如何利用IEEE 802.1Qbv(基于时间的排队)技术来保证工业控制数据的确定性传输。提供了基于LwIP或自定义MAC核的嵌入式以太网驱动设计思路。 4.3 高速串行器/解串器(SerDes)的配置 深入讲解了FPGA内置SerDes模块(如Xilinx的GTH/GTY)的PLL反馈回路、预加重(Pre-emphasis)和均衡(Equalization)等高级参数的配置流程,确保长距离、高速率的串行通信链路建立成功。 --- 第五部分:系统级验证与可制造性设计(DFM) 现代电子系统成功交付的关键在于全面的验证和对制造环节的预见性。 5.1 基于SystemVerilog/UVM的验证方法 介绍了使用通用验证方法学(UVM)框架来构建复杂的验证平台,用于测试FPGA IP核或SoC的软硬件交互逻辑。重点讲解了激励生成、参考模型(Reference Model)的构建以及覆盖率的收敛。 5.2 硬件在环(HIL)与软件在环(SIL)仿真 阐述了如何搭建硬件在环(HIL)仿真平台,使用实时操作系统和FPGA加速来模拟真实物理环境,从而在产品早期发现集成缺陷。同时,对比了软件在环(SIL)在算法快速迭代中的优势。 5.3 可制造性设计(DFM)与可靠性考量 从设计阶段即考虑制造公差。讨论了公差分析(Tolerance Analysis)在电源网络和高速布线设计中的应用。最后,本书简要触及了MTBF(平均故障间隔时间)的初步估算方法,确保系统在预定寿命内的可靠运行。 --- 目标读者: 高级电子工程学生、嵌入式系统架构师、FPGA硬件工程师、信号完整性专家以及寻求系统级设计能力的研发人员。本书假设读者已具备数字逻辑基础和基本的HDL编程经验。 本书特色: 理论联系实际,所有高级概念均辅以具体的硬件实现案例和调试经验分享,旨在培养工程师解决真实世界中复杂系统瓶颈问题的能力。 ---

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读后感

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这本书对我而言,简直是一场意外的惊喜,让我原本对微型计算机原理那枯燥乏味的学习过程,瞬间变得鲜活有趣起来。我一直觉得计算机这东西,虽然我们天天用,但其底层运作的奥秘,就像是隔着一层纱,若隐若现。直到我翻开这本《微型计算机原理与应用技术光盘》,那种感觉豁然开朗。书中关于CPU的讲解,并非只是抽象的概念堆砌,而是通过生动的图示和形象的比喻,将二进制的指令如何一步步被翻译、执行的过程描绘得淋漓尽致。我尤其喜欢它对指令集架构的介绍,不再是死记硬背晦涩难懂的字母和数字组合,而是将其背后的逻辑和设计思想娓娓道来。我甚至能想象到,那些工程师们在设计这些指令时,是如何权衡效率与兼容性,如何一步步优化,才能让我们的电脑如此高效地运转。书中的案例分析也十分贴切,它会将理论知识巧妙地融入到实际应用场景中,比如在讲解内存管理时,它会穿插介绍操作系统如何分配和回收内存,以及内存泄漏可能带来的影响。这些真实的场景让原本抽象的原理变得触手可及,我不再是那个被动接受知识的学生,而是开始主动去思考,去理解,去探索。这本书的语言风格也非常亲切,没有那种高高在上的学术腔调,更像是一位经验丰富的老师,循循善诱地引导着你。它会适时地提出一些引导性的问题,激发你的思考,让你主动去寻找答案,而不是简单地给出答案。这种学习方式让我受益匪浅,我不仅学到了知识,更重要的是培养了独立思考和解决问题的能力。我还会经常翻阅这本书,每次都会有新的发现和感悟,感觉它就像一本永远读不完的宝藏。

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当我拿到《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书的时候,我并没有抱有太高的期望,毕竟“原理”这个词听起来总是有些枯燥。然而,这本书的出现,彻底颠覆了我之前所有的想法。它不仅为我提供了关于微型计算机的系统性知识,更重要的是,它以一种非常有趣且易于理解的方式,将这些复杂的概念传递给了我。我特别喜欢书中对于CPU指令执行周期的分解,它将 FETCH (取指令)、DECODE (译码)、EXECUTE (执行)、 MEMORY ACCESS (内存访问) 和 WRITE BACK (写回) 这五个阶段用清晰的图示和简洁的文字进行了详细的解释,让我能够直观地感受到CPU是如何一步步完成一项任务的。书中还详细介绍了各种中断的类型和处理机制,这对于我理解程序如何响应外部事件至关重要。我特别感兴趣的是书中关于DMA(直接内存访问)的章节,它解释了DMA如何在不经过CPU的情况下,直接在输入输出设备和主内存之间传输数据,极大地提高了系统效率。这本书的作者显然对微型计算机有着深刻的理解,并且善于将复杂的理论知识转化为通俗易懂的语言。我还会经常翻阅这本书,并且会尝试着去理解其中的一些汇编语言示例,这让我感觉自己真的能够“触碰到”计算机的灵魂。这本书绝对是所有对计算机底层技术感兴趣的读者的必读之作。

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这本书的出现,让我在理解微型计算机的复杂世界时,感到前所未有的清晰和明了。我一直认为,计算机技术,尤其是底层原理,对于普通用户来说,往往是神秘而遥不可及的。然而,《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书,却以一种令人惊叹的方式,将这些复杂的概念一一拆解,并以通俗易懂的方式呈现出来。我特别对书中关于CPU的控制单元和算术逻辑单元(ALU)的讲解印象深刻。它不仅解释了它们各自的功能,更重要的是,它详细描绘了这两个单元之间是如何通过控制信号进行协作,从而完成指令的解码、执行和结果输出的。书中还穿插了大量的图示和表格,帮助我直观地理解数据流和控制流在CPU内部的传递过程。我尤其喜欢它对总线仲裁和握手协议的介绍,这些细节对于理解多处理器系统和设备之间的同步通信至关重要。而且,书中还专门辟出了章节介绍微型计算机在嵌入式系统中的应用,比如在工业自动化、医疗设备和通信系统中的具体实现,这让我看到了微型计算机技术的广泛应用前景。这本书的语言风格非常亲切,它会适时地抛出一些问题,引导读者思考,而不是简单地灌输知识。我会在闲暇之余,反复阅读这本书,每次都能从中学到新的东西,感觉它就像一位循循善诱的良师益友,陪伴我不断进步。

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《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书,对我这个对计算机硬件底层构造充满好奇心的读者来说,无疑是一份珍贵的财富。我一直觉得,我们使用的计算机,其核心的微型计算机才是真正的大脑,而这本书就是对这个大脑最全面、最深入的解析。它从最基本的二进制运算开始,逐步构建起整个微型计算机的工作模型。我特别欣赏书中关于CPU流水线技术的描述,它用形象的比喻说明了指令如何在CPU内部进行并行处理,大大提高了运算效率。这本书的讲解方式非常注重逻辑性和层次感,它不会一下子抛出大量的专业术语,而是会先讲解基本概念,然后再逐步引入更复杂的知识。我尤其对书中关于存储器层次结构的讲解印象深刻,它详细介绍了高速缓存(Cache)在加速数据访问方面的重要作用,以及它与主内存之间的协同工作原理。这本书不仅仅是理论知识的堆砌,它还提供了大量的实际应用案例,例如在讲解数据采集系统时,它就详细分析了传感器、模数转换器、微处理器和存储器之间的数据传输和处理过程。这些实际案例让我能够将书本上的理论知识与实际应用场景紧密结合起来,更好地理解微型计算机在各种设备中的应用。总的来说,这本书的语言风格严谨而清晰,对于想要深入了解微型计算机技术的读者来说,绝对是一本不容错过的宝典。

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这本书为我提供了一个全新的视角来审视我们日常使用的各种电子设备,《微型计算机原理与应用技术光盘》的价值,在于它不仅仅是技术的介绍,更是对技术背后逻辑和思想的阐释。我特别对书中关于微型计算机系统的组成部分的讲解印象深刻,它不仅仅列举了CPU、内存、输入输出设备等核心组件,更重要的是,它详细分析了这些组件之间的相互关系以及它们是如何协同工作的。书中对CPU的执行单元(如ALU、寄存器)的介绍非常详尽,它不仅解释了它们各自的功能,更重要的是,它详细描绘了CPU的控制单元是如何通过控制信号来协调这些单元的工作,从而完成指令的执行。我特别喜欢它关于CPU的流水线技术和超标量技术的讲解,它用生动的比喻来解释这些技术是如何提高CPU的并行处理能力,从而提升整体性能的。这本书还对各种接口技术进行了详细的介绍,例如串行接口、并行接口、USB接口等,并且分析了它们在数据传输速率、通信协议和应用场景方面的差异。我尝试着去理解一些关于嵌入式系统开发的示例,这让我看到了微型计算机技术在物联网和智能制造领域的广阔前景。这本书的语言风格严谨而清晰,对于想要深入了解微型计算机技术的读者来说,绝对是一本不容错过的宝典,它能够帮助我将抽象的理论知识转化为实际的理解和应用。

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这本书的出版,简直是给所有对微型计算机技术充满好奇的读者们打开了一扇新的大门。我一直对那些精密而复杂的电子元器件如何协同工作,最终实现强大的计算能力感到惊叹。而《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书,恰恰满足了我对这方面知识的渴望。它不仅仅停留在理论的讲解,更重要的是,它通过大量的实例和图表,将微型计算机的内部结构和工作流程剖析得细致入微。我特别对书中关于总线技术的部分印象深刻,它详尽地解释了数据、地址和控制信号如何在CPU、内存和输入输出设备之间高效地传输,并且还对比了不同的总线标准,分析了它们各自的优缺点以及在不同应用场景下的适用性。这种深入浅出的讲解方式,让我对整个计算机系统的运行机制有了更清晰的认识。书中对于接口技术和外围设备的介绍也极其详尽,从USB到PCIe,再到各种常见的传感器和执行器,它都一一进行了梳理和介绍,并且还提供了相关的应用案例,展示了这些技术在实际生活中是如何发挥作用的。我曾尝试着根据书中的一些指导,去了解一些简单的硬件连接和调试过程,虽然只是初步的尝试,但那种将书本知识转化为实际操作的乐趣,是无法用言语形容的。这本书的作者显然在微型计算机领域有着深厚的功底,并且善于将复杂的概念转化为通俗易懂的语言,这使得即使是初学者也能轻松地理解其中的奥秘。我强烈推荐这本书给所有对计算机硬件和底层技术感兴趣的朋友,它绝对会成为你学习道路上的一个得力助手。

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这本书为我打开了理解微型计算机工作原理的大门,也让我对现代科技的基石有了更深刻的认识。《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书的优点在于其内容的全面性和讲解的深度。它不仅仅停留在对CPU、内存等基本组件的介绍,更深入地探讨了它们之间的交互方式以及各种接口技术。我特别欣赏书中对总线协议的讲解,它详细描述了各种总线(如ISA、PCI、PCI-Express)的设计理念和工作流程,以及它们在不同时代的应用和演进。这让我能够理解不同硬件设备是如何协同工作的,以及为什么我们需要不断更新和改进总线技术。书中还对各种存储器类型进行了详细的介绍,包括SRAM、DRAM、ROM等,并且分析了它们在性能、成本和功耗方面的权衡。我尤其对书中关于闪存技术的讲解印象深刻,它解释了闪存是如何实现非易失性存储的,以及它在固态硬盘和嵌入式设备中的广泛应用。这本书的语言风格非常严谨,但又不失生动,它会用生动的类比来解释抽象的概念,例如将CPU的缓存比作“临时记忆”,将总线比作“信息高速公路”。我会在工作之余,反复研读这本书,并且会尝试着去理解其中的一些硬件设计相关的概念,这让我感觉自己不仅仅是一个使用者,更是一个能够洞察技术本质的学习者。

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我一直对那些隐藏在日常电子设备背后的技术原理深感兴趣,尤其是在接触到《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书后,这种兴趣更是得到了极大的满足。这本书的编排非常合理,从基础的数字电路和逻辑门开始,循序渐进地深入到微处理器、内存、输入输出设备以及各种接口技术。我特别喜欢书中对CPU指令集架构的讲解,它将各种指令的功能和执行过程用清晰的流程图和汇编代码示例进行展示,这让我能够更好地理解CPU是如何工作的。而且,它还对比了不同指令集(如RISC和CISC)的特点,让我对CPU的设计哲学有了更深的认识。书中还详细介绍了内存的类型、寻址方式以及存储器管理技术,这些内容对于理解程序如何在内存中运行至关重要。我曾尝试着去理解一些内存相关的编程问题,而这本书提供的知识点正好能够帮助我解答这些疑惑。书中关于数据通路和控制单元的讲解也十分到位,它清晰地描绘了CPU内部各个功能模块之间的交互关系,让我能够更全面地理解CPU的内部工作机制。此外,这本书还涵盖了各种常见的输入输出接口技术,如串口、并口、USB等,并且详细介绍了它们的通信协议和工作原理,这对于我理解各种外围设备如何与计算机进行数据交换非常有帮助。这本书就像一位经验丰富的向导,带领我探索微型计算机的奇妙世界。

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《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书,是我在学习计算机科学过程中遇到的一个里程碑。它不仅仅是一本书,更像是一本活生生的微型计算机百科全书,将那些原本抽象晦涩的原理,以一种令人愉悦的方式呈现出来。我尤其对书中关于微处理器的指令集体系结构(ISA)的讲解印象深刻。它不仅仅是简单地列举指令,更是深入地分析了不同指令的设计哲学,以及它们是如何影响CPU的性能和效率的。书中还详细介绍了CPU的寻址模式,例如立即寻址、直接寻址、寄存器寻址等,并且用实例展示了这些寻址模式在程序执行中的具体应用。我特别喜欢它关于中断和异常处理的章节,它详细描述了中断向量表的工作原理,以及CPU是如何在中断发生时保存当前状态并跳转到中断服务程序的。这对于我理解程序如何响应外部事件和处理错误至关重要。书中还对各种输入输出设备(如键盘、鼠标、显示器)的接口技术进行了详细的介绍,并且分析了它们与CPU之间的数据交换方式。我尝试着根据书中的一些指导,去了解一些简单的硬件通信过程,这让我对计算机的“物理”层面有了更直观的认识。这本书的作者显然在微型计算机领域有着深厚的功底,并且善于将复杂的概念转化为通俗易懂的语言,这使得即使是初学者也能轻松地理解其中的奥秘。

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拿到《微型计算机原理与应用技术光盘》这本书,我首先被其扎实的理论基础和丰富的应用实例所吸引。我一直认为,要想真正理解和掌握一项技术,就必须深入了解其原理,而这本书在这方面做得非常出色。它不仅仅是知识的罗列,更是对这些知识体系化、结构化的梳理,让读者能够建立起一个完整而清晰的知识框架。我特别欣赏书中关于微处理器设计原理的章节,它详细介绍了CPU的流水线技术、缓存机制以及指令预取等核心概念,并且用生动的类比解释了这些技术是如何提高计算效率的。这种深入的分析让我对CPU的性能提升有了更深刻的理解,不再是停留在“CPU越快越好”这样的模糊概念上。此外,书中对于嵌入式系统和物联网技术的结合应用也进行了深入的探讨,这让我看到了微型计算机技术在未来发展中的巨大潜力。我尤其关注了书中关于实时操作系统(RTOS)的章节,它不仅介绍了RTOS的基本概念和任务调度原理,还结合具体的嵌入式项目,展示了如何利用RTOS来实现多任务并发和资源管理。这种理论与实践相结合的教学方法,让我能够更直观地感受到微型计算机技术在现代科技中的重要作用。这本书的语言风格严谨而不失生动,逻辑清晰,条理分明,即使是第一次接触微型计算机技术的读者,也能从中受益匪浅。我会在工作之余,反复研读这本书,每次阅读都会有新的收获,感觉它就像一本经典的教科书,值得反复品味。

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