计算机原理学习指导

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出版时间:1900-01-01
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isbn号码:9787040149128
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  • 计算机原理
  • 计算机基础
  • 学习指南
  • 教学
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  • 计算机科学
  • 数字电路
  • 汇编语言
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具体描述

《数字电路设计与实践》 本书旨在为对数字电路设计与应用感兴趣的读者提供系统、深入的学习指导。全书共分为八章,由浅入深地剖析了数字电路的基础理论、核心技术以及实际应用。 第一章 数字电路基础 本章将带领读者从最基本的概念入手,理解数字信号的特性以及数字电路与模拟电路的区别。我们将详细介绍逻辑门(AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR)的功能、真值表和逻辑表达式,并讲解布尔代数的基本定理和化简方法,为后续章节打下坚实的理论基础。此外,还将引入组合逻辑和时序逻辑的概念,为理解更复杂的电路奠定框架。 第二章 组合逻辑电路 本章聚焦于组合逻辑电路的设计与分析。我们将深入讲解编码器、译码器、多路选择器、数据选择器以及加法器(半加器、全加器、并行加法器)等基本组合逻辑模块的工作原理和实现方式。通过实例分析,读者将学会如何根据功能需求,利用逻辑门搭建出满足特定功能的组合逻辑电路,并掌握使用卡诺图等工具进行逻辑化简的技巧,以优化电路的复杂度和性能。 第三章 时序逻辑电路 本章将重点探讨时序逻辑电路,这是构建现代数字系统的关键。我们将详细介绍触发器(SR触发器、D触发器、JK触发器、T触发器)的构成、工作原理和状态转换特性。在此基础上,我们将深入讲解寄存器(移位寄存器、并行寄存器)和计数器(行波计数器、同步计数器、加减计数器、BCD计数器)的设计与应用。读者将理解时钟信号在时序逻辑电路中的作用,并学会如何设计能够存储和处理序列数据的电路。 第四章 存储器 本章将系统介绍各种类型的存储器及其工作原理。我们将详细讲解随机存取存储器(RAM)的读写操作,包括静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)的内部结构和特点。同时,还将介绍只读存储器(ROM),包括掩膜ROM(MROM)、可编程ROM(PROM)、可擦写可编程ROM(EPROM)和电可擦写可编程ROM(EEPROM)。读者将了解不同存储器在存储容量、读写速度、功耗和可擦写性等方面的权衡,并学习如何根据应用需求选择合适的存储器。 第五章 可编程逻辑器件(PLD) 本章将介绍现代数字电路设计中不可或缺的可编程逻辑器件。我们将深入讲解可编程只读存储器(PROM)、现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD)的结构、编程原理和开发流程。读者将学习如何使用硬件描述语言(HDL),如Verilog或VHDL,来描述数字电路的设计,并通过相应的开发工具将设计映射到PLD器件上。本章还将探讨PLD在快速原型设计、定制逻辑和系统集成方面的优势。 第六章 逻辑功能设计与实现 本章将引导读者将所学的理论知识应用于实际的逻辑功能设计。我们将从具体需求出发,演示如何进行逻辑功能的分析、规格定义,然后选择合适的逻辑器件或PLD,并使用硬件描述语言进行设计、仿真和验证。涵盖的实例包括简单的状态机设计、数据通路的设计、控制逻辑的设计等,让读者在实践中掌握完整的设计流程。 第七章 数字系统集成与调试 本章将聚焦于将设计好的数字模块集成到更复杂的数字系统中,并学习如何进行有效的调试。我们将讨论总线结构、接口设计以及系统时序的协调。读者将学习如何使用逻辑分析仪、示波器等调试工具来定位和解决设计中的问题,理解在实际硬件实现过程中可能遇到的挑战,并掌握相应的调试策略和技巧。 第八章 数字电路的应用实例 本章将通过一系列实际的数字电路应用实例,巩固读者对前面章节所学知识的理解。我们将分析和讲解诸如微处理器核心、通信系统中的数字信号处理单元、数字仪表、嵌入式系统等典型应用。通过这些案例,读者将能够更直观地感受到数字电路在现代科技中的重要作用,并激发进一步探索和创新的兴趣。 本书的编写力求概念清晰,讲解透彻,并辅以丰富的图示和示例。通过系统学习本书内容,读者将能够掌握数字电路设计与实现的核心技能,为进一步深入学习数字系统、嵌入式系统、计算机体系结构等相关领域打下坚实的基础。

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读后感

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用户评价

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我必须说,《计算机原理学习指导》这本书的质量远超我的预期。我是一位即将毕业的计算机科学专业学生,这门课程对我来说至关重要,它直接关系到我能否顺利毕业并找到满意的工作。在复习过程中,我尝试了多本不同的教材和参考书,但很多书都存在内容零散、逻辑不清或者讲解过于抽象的问题。这本《计算机原理学习指导》则完全不同,它以一种系统化、结构化的方式展现了计算机原理的方方面面。书中的每个章节都紧密相连,层层递进,从最基础的二进制数、逻辑运算,到复杂的CPU设计、存储器管理,再到输入输出系统的原理,都梳理得井井有条。尤其是在讲解“数据表示和运算”的部分,作者不仅详细介绍了各种数值表示法(如原码、补码、移码),还深入讲解了浮点数的表示和运算,并且给出了很多实际的计算例子,让我对计算机内部是如何进行数值处理有了非常直观的理解。此外,书中关于“指令系统”的讲解也非常出色,它分类阐述了不同类型的指令(如数据传输指令、算术逻辑指令、控制转移指令),并且详细分析了指令的格式、寻址方式以及指令的执行过程。我还特别欣赏书中关于“汇编语言”和“高级语言”之间关系的讲解,它说明了高级语言是如何被编译器翻译成机器指令的,以及汇编语言在理解计算机底层工作原理中的重要作用。这本书的论述严谨而深刻,同时又不乏启发性,让我受益匪浅。

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这本书对我来说,就像是打开了一扇通往计算机世界核心的大门。我是一名对计算机科学充满好奇心的业余爱好者,之前接触的都是一些应用层面的知识,比如编程语言、操作系统界面等等。当我开始思考“计算机到底是怎么工作的?”这个问题时,我就陷入了信息爆炸的海洋,各种术语、各种理论让我望而却步。幸运的是,我选择了这本《计算机原理学习指导》。它的结构安排得非常好,从最底层的逻辑门电路开始,逐步讲解了组合逻辑和时序逻辑,比如加法器、触发器、寄存器等等,并且解释了它们是如何通过组合和连接构成更复杂的逻辑单元,最终构建出CPU的核心部件。我记得书中对“时序逻辑”的讲解,作者用非常生动的类比,将时钟信号比作“节拍器”,准确地指导着电路工作的时序,让我明白了为什么“时序”在数字电路中如此关键。然后,它又自然地过渡到了微处理器的工作原理,详细讲解了指令的流水线技术,解释了如何通过将指令执行过程分解成多个阶段(如取指、译码、执行、访存、写回),并让不同指令处于不同阶段,从而提高CPU的执行效率。书中还提到了超标量、乱序执行等更高级的CPU设计思想,并用图示清晰地展示了它们如何进一步提升CPU的性能。最让我惊喜的是,这本书还涉及到了计算机网络的早期原理,比如数据链路层和网络层的基本概念,以及TCP/IP协议族的早期演进,虽然不是重点,但能让我对计算机的互联互通有一个初步的认识,这对于我理解互联网的运作方式非常有启发。

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坦白说,我在学习计算机原理这门课时,一度感到非常沮丧,感觉自己像是误入了迷宫,到处都是晦涩难懂的概念和复杂的图表。直到我找到了这本《计算机原理学习指导》,才感觉看到了希望的曙光。这本书的特点在于它将抽象的计算机原理,通过生动形象的比喻和详实的例子,变得触手可及。书中在讲解“逻辑门电路”的时候,作者用了非常生动的类比,比如将“AND门”比作“两种条件都必须满足才能发生某事”,将“OR门”比作“只要有一个条件满足就发生某事”,这让我立刻就理解了这些基本逻辑单元的功能。然后,它又将这些基本单元组合起来,讲解了如何构建“加法器”、“寄存器”等更复杂的电路,并且展示了它们是如何在CPU内部协同工作的。让我印象最深刻的是,书中对“指令执行流程”的讲解,它非常细致地描绘了CPU如何从内存中取出指令,如何对指令进行解码,如何执行指令中的运算,以及如何将结果写回内存或寄存器。而且,书中还穿插了对早期计算机设计的一些介绍,比如冯·诺依曼体系结构,以及它对现代计算机发展的深远影响,这让我在理解原理的同时,也了解了计算机科学的发展脉络。这本书的语言风格非常平易近人,没有过多的学术术语堆砌,而是用一种娓娓道来的方式,引导读者一步步深入计算机的核心。

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作为一名对计算机系统结构充满好奇的爱好者,我一直在寻找一本能够清晰、全面地介绍计算机原理的书籍。这本《计算机原理学习指导》绝对是我近年来阅读过的最令人满意的技术读物之一。它不仅仅是理论知识的堆砌,更注重于讲解原理背后的设计思想和应用价值。书中在讲解“存储器系统”时,作者非常详尽地介绍了不同类型的存储器(如ROM, RAM, Flash),以及它们各自的特点和应用场景。我特别喜欢书中关于“虚拟存储器”的章节,它详细解释了为什么我们需要虚拟存储器,以及它如何通过页式管理、段式管理等方式,为应用程序提供一个连续、独立的地址空间,并且阐述了TLB(Translation Lookaside Buffer)在加速地址翻译过程中的作用,这对于我理解操作系统的内存管理机制非常有帮助。此外,书中关于“输入输出系统”的讲解也极其到位,它不仅介绍了各种I/O设备的接口和通信方式,还深入剖析了中断、DMA(Direct Memory Access)等技术如何提高I/O效率,这对于我理解现代计算机系统中数据如何在CPU、内存和外部设备之间高效传输至关重要。这本书的论述严谨而深入,同时又不失启发性,能够帮助读者建立起一个完整的计算机系统知识体系。

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作为一名多年从事嵌入式开发的工程师,我一直对计算机底层原理怀有浓厚的兴趣,但总觉得很多教材过于学院派,难以和实际开发联系起来。直到我读了这本《计算机原理学习指导》,才真正找到了那种“拨云见日”的感觉。这本书在讲解计算机体系结构时,不仅仅停留在理论层面,而是巧妙地融入了许多实际应用场景的案例。例如,在讲到存储器层次结构时,作者非常详细地解释了缓存(Cache)的工作原理,并且用图示说明了不同层级缓存(L1, L2, L3)的大小、速度以及它们如何协同工作,以减少CPU访问主内存的时间。书中还分析了缓存一致性问题,以及在多核处理器中如何通过MESI等协议来保证数据的一致性,这对于我理解多线程编程中的数据同步问题非常有帮助。更难得的是,书中还涉及了虚拟内存的概念,它解释了为什么我们需要虚拟内存,以及它如何通过页表、TLB(Translation Lookaside Buffer)等机制来实现地址的映射和管理,这让我明白了操作系统如何为每个进程提供独立的地址空间,以及如何处理内存缺页中断。此外,书中关于I/O接口和中断机制的讲解也极其详尽,作者不仅解释了各种I/O设备的工作方式,还深入剖析了中断的产生、处理流程,以及DMA(Direct Memory Access)技术如何绕过CPU直接进行数据传输,这对于我在优化嵌入式设备性能时,理解和处理硬件交互非常有指导意义。这本书的语言风格也非常专业,但又不失清晰,即使是面对一些复杂的技术概念,也能通过作者严谨的逻辑和细致的阐述,逐渐理解其精髓。

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我是一名刚刚步入IT行业的新人,在工作中经常会遇到需要理解计算机底层运行机制的情况,而这本《计算机原理学习指导》正好满足了我的需求。它不是一本泛泛而谈的书,而是专注于将计算机原理的每一个环节都讲解得透彻而具体。书中在讲解“存储器接口”时,作者非常详细地介绍了CPU如何与主内存进行数据交换,包括总线协议、地址和数据信号的含义,以及读写操作的时序。我尤其欣赏书中关于“缓存一致性”的讲解,它解释了在多核处理器环境下,如何通过MESI等协议来保证不同CPU核心访问同一内存区域时数据的一致性,这对于我理解多线程编程中的并发问题非常有帮助。此外,书中关于“DMA(Direct Memory Access)”的讲解也极其深入,它阐述了DMA如何允许I/O设备在无需CPU干预的情况下直接访问内存,从而极大地提高了数据传输的效率,这对于我优化程序性能非常有启发。这本书的论述逻辑严密,分析深入,能够帮助读者在实践中更好地理解和应用计算机原理。

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说实话,一开始我对这本《计算机原理学习指导》并没有抱太大的期望,毕竟计算机原理这种学科,很多时候都显得枯燥且抽象。但这本书彻底颠覆了我的认知!它就像一位经验丰富的老师,用循序渐进的方式,将复杂的计算机原理剖析得淋漓尽致。书中在讲解“CPU工作原理”时,作者并没有一开始就抛出流水线、超标量这些高级概念,而是从最基础的“指令周期”开始,详细解释了CPU如何 fetch, decode, execute, write-back。我特别喜欢书中对“指令译码”部分的讲解,它通过图示展示了控制单元如何解析指令操作码,然后生成相应的控制信号,从而驱动运算器、寄存器等部件按照指令的要求进行工作。这让我对CPU如何理解和执行程序有了非常清晰的认识。此外,书中关于“存储器层次结构”的讲解也让我受益匪浅,作者用非常直观的图表展示了CPU缓存、主内存、硬盘之间的速度和容量差异,并且解释了缓存的作用原理,如何通过局部性原理(时间局部性和空间局部性)来提高程序的运行效率。这本书的语言风格非常朴实,但又充满智慧,它总能在关键时刻点醒我的思维,让我豁然开朗。

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作为一名计算机科学专业的学生,我深知计算机原理的重要性,它是一切计算机相关知识的基石。而这本《计算机原理学习指导》恰恰是我在学习这门课程时遇到的最得力助手。它不仅仅是一本书,更像是一个循循善诱的导师。书中在讲解“数据表示和运算”时,作者非常细致地介绍了二进制、十进制、十六进制之间的转换,以及计算机内部是如何进行算术和逻辑运算的。我记得书中对“浮点数表示”的讲解,它详细阐述了IEEE 754标准,包括阶码、尾数、符号位的含义,以及如何进行浮点数的加减运算,这让我对计算机如何处理小数有了非常深入的理解。此外,书中关于“指令集体系结构(ISA)”的讲解也十分精彩,它不仅介绍了不同类型的指令(如加载/存储指令、算术逻辑指令、控制转移指令),还深入分析了指令的格式、寻址方式以及指令的执行流程,这对于我理解程序是如何被CPU执行的至关重要。这本书的结构清晰,内容翔实,逻辑严谨,能够帮助读者建立起一个扎实的计算机原理知识体系。

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这本《计算机原理学习指导》简直是我这几年来遇到的最棒的技术书籍了!我是一名软件工程专业的学生,在学习计算机原理这门课的时候,一开始真的觉得无比吃力,概念太多,而且相互之间联系又很紧密,感觉像是在黑暗中摸索。翻遍了很多资料,有的过于理论化,看得我云里雾里;有的又过于浅显,根本解决不了我的根本困惑。就在我快要放弃的时候,我无意间发现了这本《计算机原理学习指导》。拿到手后,我惊喜地发现,这本书的编排方式非常人性化。它没有一开始就抛出大量的抽象概念,而是从最基础的、最直观的计算机组成部分开始讲起,比如CPU、内存、输入输出设备等等,并且用了很多贴近生活的比喻来解释它们的功能和工作原理。我记得其中关于CPU的讲解,作者用了“大脑”来比喻,生动地描绘了它如何接收指令、如何进行计算、如何控制其他部件协同工作。然后,它又循序渐进地引入了指令集、运算器、控制器这些核心概念,并且非常清晰地解释了它们之间的关系。最让我印象深刻的是,书中对于“指令周期”的讲解,它用了一个非常详细的时序图,一步步地展示了CPU如何执行一条指令,从取指令、译码、执行到写回结果,每一步都描述得非常到位,而且还会穿插一些常见的CPU架构的特点,比如RISC和CISC的区别,以及它们各自的优缺点,这让我对CPU的工作流程有了非常清晰的认知。而且,这本书不仅仅是理论讲解,它还配备了大量的插图和流程图,这些图示不仅让抽象的概念变得生动易懂,还能帮助我梳理知识体系,更好地记忆和理解。我尤其喜欢书中那些“知识点拓展”和“常见误区解析”的部分,它们总能在关键时刻点拨我的思维,让我避免掉入一些常见的理解陷阱,让我觉得作者真的是非常懂我们初学者会遇到的困难,并且给出了针对性的解决方案。

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这本《计算机原理学习指导》绝对是我学习计算机原理过程中的“救星”!作为一个在大学里第一次接触这门课程的学生,我之前对计算机的了解仅限于使用层面,对于它内部是如何运转的,一直是一头雾水。这本书用一种非常友好的方式,将原本晦涩难懂的计算机原理变得生动有趣。书中在讲解“计算机组成”时,作者非常详细地介绍了CPU、内存、输入输出设备等核心组件的功能和工作原理。我尤其喜欢书中对“CPU的控制单元”的讲解,它通过精巧的时序图,展示了控制单元如何根据指令周期,发出不同的控制信号,来协调CPU内部各个部件的工作,这让我对CPU的“大脑”功能有了非常直观的理解。此外,书中关于“中断和异常处理”的讲解也让我印象深刻,它解释了为什么需要中断,以及中断发生时CPU是如何响应的,并且还分析了不同类型的异常(如除零、非法指令)是如何被处理的。这本书的语言通俗易懂,图文并茂,能够有效地帮助初学者克服对计算机原理的恐惧感,并建立起浓厚的学习兴趣。

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