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出版者:第1版 (2004年12月1日)

作者:虞鹤松

出品人:

页数:266 页

译者:

出版时间:2004年12月1日

价格:23.0

装帧:平装

isbn号码:9787560519241

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
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《数字电路基础与系统设计实践》 内容简介 本书旨在为读者提供全面深入的数字电路理论基础和系统级设计实践指导。全书内容涵盖数字逻辑设计、组合逻辑与时序逻辑电路分析与设计、存储器结构与应用，以及基于可编程逻辑器件（FPGA）的硬件描述语言（HDL）设计流程。本书结构严谨，理论与实践紧密结合，尤其侧重于工程应用中的实际问题解决能力培养。 第一部分：数字系统基础 第1章 绪论与数制系统 本章首先介绍了数字电路和模拟电路的基本概念、发展历程及其在现代电子系统中的核心地位。随后，系统地阐述了二进制、八进制、十六进制等常用数制的表示方法、相互转换以及补码、原码等带符号数表示法的原理与应用，为后续逻辑运算奠定基础。特别分析了数制选择对硬件实现效率和数据处理能力的影响。 第2章 逻辑代数与布尔表达式化简 本章深入讲解了布尔代数的基本公理、定理和逻辑运算规则。详细介绍了AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR等基本逻辑门的特性、真值表和符号表示。重点阐述了逻辑函数的表示方法（如最小项、最大项、标准积之和、标准和之积），并教授了两种主要的化简方法：代数法和卡诺图（Karnaugh Map，K-Map）。针对多变量函数，详细介绍了如何利用K-Map进行最简表达式的推导，并引入了Quine-McCluskey方法作为更具系统性的代数化简工具。 第3章 组合逻辑电路分析与设计 本章是数字电路设计的基础核心。首先讲解了组合逻辑电路的定义、特性及时序概念（如传播延迟）。随后，详细分析了具有实际应用价值的组合电路模块，包括：编码器、译码器（如BCD转七段译码器）、数据选择器（Multiplexer，MUX）及其在函数实现中的应用、数据分配器（Demultiplexer，DEMUX）以及加法器（半加器、全加器、串行/并行加法器）和乘法器的结构与工作原理。最后，指导读者如何根据规格书需求，遵循系统化的步骤进行组合逻辑电路的抽象、逻辑综合与电路图绘制。 第二部分：时序逻辑与存储单元 第4章 锁存器与触发器 本章聚焦于具有“记忆”功能的时序元件。从最基本的SR锁存器开始，分析其竞争冒险问题和约束条件。随后，详细介绍了D触发器（延迟触发器）、JK触发器和T触发器的工作特性、状态转换图和特性方程。着重讨论了同步电路中对边沿触发的必要性，并比较了主从结构和电平敏感结构的区别。本章还包括了对寄存器组的设计和移位寄存器的操作模式（如串入并出、并行入并出）。 第5章 寄存器、计数器与有限状态机 本章将时序元件组合起来，构建更复杂的时序系统。首先阐述了数据在寄存器组中存储和控制的原理。接着，详细设计了各种类型的计数器：异步（Ripple）计数器和同步计数器（如环形计数器、Johnson计数器）。重点讲解了如何使用触发器设计特定模数的计数器，并处理计数状态的跳转逻辑。最后，系统介绍了有限状态机（FSM）的设计理论，包括穆尔（Moore）模型和米利（Mealy）模型，以及状态编码、状态图、状态表的设计流程，并探讨了如何避免或消除次态竞争（Race Condition）。 第6章 存储器结构与半导体存储器 本章探讨了现代计算机系统中存储器的组织方式和物理实现。分析了RAM（静态RAM和动态RAM）和ROM（掩模ROM、EPROM、EEPROM）的基本结构、读写时序和容量扩展方法。详细介绍了存储器的地址译码、数据缓冲和总线接口。此外，还简要介绍了现代大容量存储技术如Flash存储器的基本工作原理，帮助读者理解存储器层级结构对系统性能的影响。 第三部分：系统集成与设计实现 第7章 可编程逻辑器件（PLD）与FPGA概述 本章是连接理论与现代硬件实现的桥梁。介绍了可编程逻辑器件（PLD）的演进，包括PAL、GAL和CPLD的基本架构。随后，将重点转向现场可编程门阵列（FPGA）的结构，解释了其核心组件：查找表（LUT）、可配置逻辑块（CLB）、输入/输出块（IOB）和全局时钟网络。阐述了FPGA的优势及其在原型验证、专用集成电路（ASIC）设计流程中的定位。 第8章 硬件描述语言（HDL）基础——VHDL/Verilog 本章引入硬件描述语言（HDL）作为描述复杂数字电路的标准工具。本章将选取业界主流的HDL语言之一（如Verilog或VHDL，内容会侧重于结构级和数据流级描述）进行讲解。涵盖了基本的数据类型、运算符、模块实例化、信号和变量的声明与使用。重点讲解如何用HDL代码精确描述组合逻辑和时序逻辑，包括`always`块的使用、时序延迟的设定，以及同步和异步复位逻辑的实现。 第9章 HDL设计流程与综合 本章指导读者完成从行为描述到实际硬件映射的整个流程。详细介绍了综合（Synthesis）的概念、过程和目标（如速度、资源消耗、面积优化）。讲解了如何使用仿真工具（如ModelSim或QuestaSim）对HDL代码进行功能验证和时序验证，包括测试平台（Testbench）的搭建、激励信号的生成和波形结果的分析。最后，概述了布局布线（Place and Route）的基本原理，使读者对FPGA实现有一个完整的认识。 附录：常用逻辑芯片系列介绍与典型应用 附录部分收录了经典的TTL（如74系列）和CMOS（如4000系列）标准逻辑芯片的引脚图、逻辑功能及其电气特性，并提供了几个将这些标准芯片组合构建小型系统的实践案例，例如，基于74系列芯片构建一个简单的数字频率计或数据采集模块的原型设计思路。 本书内容深度适中，既保证了对底层电路原理的深刻理解，又紧密结合了当前主流的FPGA设计方法学，旨在培养读者具备独立分析和设计中小型数字系统的能力。

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说实话，刚开始拿到这本《微型计算机原理及应用课程复习与考研指导》时，我带着一丝怀疑，毕竟“复习与考研指导”这类书籍市场上很多，质量参差不齐。然而，翻阅后，我发现它的内容深度和广度都远超我的预期。它不仅仅是知识点的堆砌，更是一种对微机原理学习路径的精心设计。从底层硬件的剖析，到上层软件的交互，逻辑链条清晰可见。例如，在讲解数据传输时，作者不仅仅罗列了DMA、中断等方式，还深入分析了它们各自的优缺点以及适用场景，并辅以实际案例进行说明，这让我对不同数据传输方式的理解不再停留在表面。更值得称赞的是，书中对于一些易混淆的概念，比如总线周期、时序以及流水线技术，都进行了详细的对比和区分，并通过图示化的方式，让这些复杂的概念变得直观易懂。对于考研而言，它提供的模拟试卷和历年真题分析更是亮点，每一道题的解析都鞭辟入里，不仅仅是给出答案，更是剖析了出题人的思路，以及考察的知识点，这对于我把握考研方向、查漏补缺起到了至关重要的作用。虽然我还在复习过程中，但这本书已经成为了我案头必备的参考书，信心倍增。

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这本《微型计算机原理及应用课程复习与考研指导》真的让我对微机原理有了全新的认识。之前我总觉得微机原理是一个庞大而复杂的学科，充满了晦涩难懂的术语和电路图，但这本书以一种非常友好的方式，将这些内容一一拆解。我特别喜欢书中关于总线技术和接口电路的讲解，作者用了大量生动形象的比喻，比如把总线比作高速公路，接口比作交通枢纽，让我一下子就理解了它们在整个系统中的作用。而且，书中对数据在微机系统中的传输过程，从数据的输入到输出，进行了非常详细的描述，包括各种信号的产生、传输和处理，这让我对整个微机的工作流程有了整体的把握。对于考研指导部分，它不仅仅是提供题库，更是教会了我如何去分析题目，如何抓住题目的核心考点，以及如何运用所学的知识去解答问题。这本书的价值不仅仅在于它能帮助我通过考试，更在于它能够真正地教会我如何去理解和应用微机原理，为我未来的学习和工作打下坚实的基础。

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拿到《微型计算机原理及应用课程复习与考研指导》后，我首先被它的排版和印刷质量所吸引，但更重要的是内容。这本书对于微机系统中的各个组成部分，如CPU、存储器、输入输出设备，以及它们之间的通信机制，都进行了系统性的讲解。特别是在CPU部分，作者花了大量的篇幅介绍指令集的设计、寻址方式以及中断处理流程，并且用了很多清晰的流程图来辅助说明，这让我在理解CPU是如何执行指令的过程中，感到非常顺畅。对于我这种初学者来说，最头疼的就是各种指令的含义和使用，而这本书通过大量的代码示例，将抽象的指令转换为了具体的程序，我跟着敲代码、调试，感觉自己真的在和微处理器“对话”。另外，书中关于存储器层次结构，从高速缓存到外设存储器，以及它们之间的配合机制，也讲解得非常透彻，让我理解了为什么会有这样的设计，以及它带来的性能优势。对于考研而言，书中提供的解题思路和方法，即使不是为了考试，也能极大地锻炼我的分析和解决问题的能力，这种能力的培养远比死记硬背知识点更重要。

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这本《微型计算机原理及应用课程复习与考研指导》真是帮我解决了大难题！我是一名大三学生，之前对微机原理一直是一知半解，感觉知识点零散，缺乏系统性。尤其是看到考研大纲里那些陌生的名词和复杂的电路图，更是头疼。但拿到这本书后，我眼前一亮。它的结构安排得非常合理，从基础的二进制、数制转换，到CPU的内部结构、指令系统，再到存储器、I/O接口，以及中断等关键概念，都讲解得由浅入深。特别是作者在解释CPU工作原理时，用了很多生动的比喻，把抽象的概念形象化了，我不再觉得枯燥难懂。而且，书中还附带了大量精心设计的例题，涵盖了单片机编程、定时器/计数器应用、中断服务程序编写等实际操作，我跟着一步步做，感觉自己的动手能力和理论理解都提升了好几个档次。最让我惊喜的是，它还专门辟了一个章节讲解如何应对考研中的常见题型，包括选择题、填空题、计算题以及综合分析题，并且提供了详尽的解题思路和技巧，这对我这个考研小白来说简直是救命稻草。我还会继续深入研读这本书，相信它能助我一臂之力，顺利通过考试！

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我是一名在职人员，为了提升自己的专业技能，决定自学微机原理，并参考了一些考研资料。在朋友的推荐下，我入手了《微型计算机原理及应用课程复习与考研指导》。这本书的讲解风格非常务实，没有过多的理论空谈，而是紧密结合实际应用，让我这个非科班出身的人也能快速抓住核心。书中对各种微处理器的架构，比如8086/8088，以及更现代的ARM架构，都有涉及，并且解释了它们在实际应用中的作用和区别。我尤其喜欢它关于接口技术的部分，比如键盘、显示器、打印机等外设的连接和控制，讲解得非常详细，甚至包含了具体的硬件电路图和编程范例，这对于我这种需要实际操作的人来说，简直是宝藏。而且，书中还提到了嵌入式系统设计的一些入门知识，这让我对微机原理的更广阔应用有了初步的认识。对于考研部分，虽然我不是为了考研，但书中对于概念的深度挖掘和逻辑推理的训练，对我的学习非常有益。它让我能够从更深层次理解微机工作的本质，而不是死记硬背。这本书无疑为我打开了另一扇门。

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