微机原理及接口技术

微机原理及接口技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:机械工业出版社
作者:李顺增
出品人:
页数:347
译者:
出版时间:2006-1
价格:31.0
装帧:平装
isbn号码:9787111177906
丛书系列:
图书标签:
  • 微机原理
  • 计算机组成原理
  • 接口技术
  • 汇编语言
  • 8086
  • 微处理器
  • 数字电路
  • 计算机硬件
  • 电子技术
  • 嵌入式系统
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具体描述

本书以Intel公司生产的8086/8088微处理器为主线,重点介绍了微处理器的组成及工作原理、汇编语言程序设计、主存储器及与CPU的接口、定时计数器的工作原理、可屏蔽中断及中断控制器、串/并行通信等输入,输出接口技术及应用,以及微型机中常用的模数(A/D)转换和数模(D/A)转换接口,并简要介绍了目前使用的高档微机的工作原理和新技术。 本书突出体现了面向教学与面向应用相结合的特点,循序渐进,内容详略得当,注重实际能力的培养,可作为高等学校计算机及电类相关课程的教材,也适合广大从事微型机科研、生产和应用开发的科技人员自学使用。

《微处理器架构与编程实践》 本书深入剖析了现代微处理器的核心架构,从指令集设计、流水线技术、缓存机制到多核处理器的并行计算原理,全方位揭示了处理器性能提升的奥秘。读者将学习如何理解并利用处理器的内部工作原理,通过汇编语言和高级语言的结合,编写出高效、优化的程序。 第一部分:处理器核心原理 指令集架构 (ISA) 剖析: 本部分将详细介绍RISC和CISC两种主要的指令集架构,分析其设计哲学、指令格式、寻址模式以及它们对程序执行效率的影响。我们将深入研究x86和ARM等主流ISA的典型指令,理解它们如何操作数据、控制程序流程以及与内存交互。 流水线技术详解: 深入探讨指令流水线的概念,包括取指、译码、执行、访存、写回等五个阶段。我们将分析流水线中的冒险(结构冒险、数据冒险、控制冒险)及其解决方案,如转发、缓冲、乱序执行和分支预测等技术,帮助读者理解现代处理器如何通过并行处理指令来提高执行速度。 存储器层次结构与缓存: 详细阐述CPU缓存(L1、L2、L3)的工作原理,包括缓存的映射方式(直接映射、全关联、组相联)、写策略(写回、写通)以及替换算法(LRU、FIFO)。理解缓存对程序性能的至关重要性,并学习如何通过优化程序数据访问模式来提高缓存命中率。 内存管理单元 (MMU): 介绍MMU在虚拟内存管理中的作用,包括页表、地址翻译和TLB(Translation Lookaside Buffer)的概念。理解MMU如何实现内存保护、程序隔离以及支持大容量内存。 中断与异常处理: 详细讲解中断和异常的产生机制、中断向量表、中断服务程序(ISR)的执行流程。理解中断在响应外部事件和处理程序错误中的关键作用。 第二部分:高性能程序设计 汇编语言编程艺术: 学习使用汇编语言直接控制处理器,理解寄存器、内存访问、算术逻辑运算、跳转和子程序调用等基本指令。通过实例展示如何用汇编实现关键算法和性能优化。 编译器工作原理与优化: 介绍编译器的基本流程,包括词法分析、语法分析、语义分析、中间代码生成和代码优化。重点讲解各种常见的编译器优化技术,如常量折叠、死代码消除、循环展开、函数内联等,并分析它们如何提升程序性能。 性能分析工具与技术: 学习使用专业的性能分析工具(如gprof、perf、VTune等)来识别程序的瓶颈。掌握性能剖析方法,包括CPU使用率、缓存命中率、指令周期等关键指标的解读,并根据分析结果进行有针对性的优化。 并行计算与多线程编程: 介绍并行计算的基本概念,包括进程、线程、同步与互斥。学习使用POSIX Threads (pthreads) 或OpenMP等库进行多线程编程,理解共享内存模型,并掌握避免竞态条件和死锁的技术。 内存管理与数据结构优化: 探讨高效内存分配和释放策略,例如内存池技术。分析不同数据结构(数组、链表、树、哈希表)在不同操作下的性能表现,学习如何根据算法需求选择最合适的数据结构,并优化数据布局以提升缓存效率。 算法优化与复杂度分析: 回顾经典算法,并深入分析其时间复杂度和空间复杂度。学习如何对算法进行改进和优化,例如使用更高效的算法替代低效算法,或通过数据预处理来加速查询。 第三部分:嵌入式系统与实时编程(选讲) 嵌入式处理器特性: 介绍嵌入式处理器与通用处理器的区别,如功耗、实时性、I/O接口等。 实时操作系统 (RTOS) 基础: 讲解RTOS的任务调度、进程间通信、中断处理等核心概念,以及如何在RTOS环境下进行嵌入式程序开发。 外设驱动程序开发: 学习如何编写设备驱动程序,以控制通用输入输出(GPIO)、定时器、串口通信(UART)、模数转换器(ADC)等嵌入式系统常见外设。 本书旨在为读者提供一个扎实的微处理器理论基础和丰富的实践经验,帮助他们成为能够深刻理解硬件、精通软件优化的工程师。通过系统学习,读者将能够编写出更快速、更高效、更稳定的软件,无论是面向高性能计算、嵌入式系统还是复杂的应用软件开发,都能游刃有余。

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读后感

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用户评价

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在阅读《微机原理及接口技术》的过程中,我被其中对数据表示和运算的严谨性所吸引。书中关于二进制、十进制、十六进制之间的转换,以及各种编码方式,如ASCII码、BCD码等的介绍,为我理解计算机如何处理数字信息奠定了基础。这些看似基础的概念,却是所有复杂运算的基石。我曾花费不少时间去理解溢出(Overflow)的概念,以及如何在计算机内部进行算术运算时避免或处理这种情况。书中对补码运算的详细解释,让我明白了计算机是如何高效地处理负数运算的,这其中的数学原理和逻辑设计都令人拍案叫绝。在接口技术部分,并行接口(如Centronics接口)和串行接口(如RS-232)的对比和应用场景让我印象深刻。虽然现在这些接口已经不那么主流,但在当时,它们是连接计算机与打印机、调制解调器等设备的关键。书中对这些接口的电气特性、信号时序、握手协议的讲解,让我体会到在有限的条件下,如何设计出可靠的通信方式。尤其是串行通信中,波特率、起始位、数据位、停止位这些概念,都清晰地勾勒出了数据传输的细节。这本书让我认识到,即使是看似简单的输入输出操作,背后都蕴含着深刻的原理和精巧的设计,是对人类智慧的极大肯定。

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初次接触《微机原理及接口技术》,我怀揣着学习计算机底层运作的渴望。这本书没有让我失望,它以一种循序渐进的方式,将复杂的技术概念变得易于理解。我尤其对书中关于指令集架构(ISA)的阐述印象深刻。书中详细介绍了不同指令的格式、功能以及执行过程,这让我第一次真正理解了计算机是如何“思考”的。例如,加载(LOAD)指令如何将内存中的数据读入CPU的寄存器,存储(STORE)指令如何将计算结果写回内存,以及算术逻辑单元(ALU)如何执行加法、减法、逻辑运算等。这些看似简单的操作,却是构成所有复杂程序的基础。书中的汇编语言示例,更是将这些抽象的概念具象化,我跟着书中的代码,一步步模拟执行,仿佛置身于一个微型计算机的内部,亲手操控着数据流。此外,关于中断机制的讲解也让我大开眼界。中断是计算机处理突发事件的关键,而书中对中断的产生、识别、响应和返回的详细描述,揭示了计算机系统如何能够在执行现有任务的同时,高效地处理来自外部设备或其他程序的请求,保持系统的响应性和稳定性。这种精妙的设计,让我对计算机系统的多任务处理能力有了全新的认识。这本书让我明白,理解微机原理,不仅仅是学习一套技术,更是理解一种解决问题的逻辑,一种化繁为简的智慧。它教会我如何从最基础的层面去分析问题,如何设计出高效、可靠的解决方案。

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我近期有幸翻阅了一本名为《微机原理及接口技术》的书籍,虽然书名明确,但它所引发的思考和联想却远不止于技术本身。这本书仿佛是一扇窗户,透过它,我得以窥见那个刚刚萌芽的数字时代,一个由0和1构成的逻辑世界如何一点点地渗透进我们生活的方方面面。翻开书页,我首先被那些充满年代感的图示和概念吸引。那时,计算机还不是我们手中轻巧的设备,而是一个个占据房间、需要精密调校的庞然大物。书中关于CPU内部结构,例如寄存器、ALU、控制单元的讲解,虽然用了相对基础的语言,却描绘出了一种严谨而高效的运作方式。我仿佛能看到无数个二进制信号在电路板上飞驰,执行着人类赋予的指令。而接口技术部分,更是让我对“连接”有了更深的理解。UART、SPI、I2C这些如今我们习以为常的通信协议,在书中被细致地拆解,它们的原理、时序图、硬件实现,无不透露着工程师们如何巧妙地设计出让不同设备能够“对话”的桥梁。这不仅仅是技术,更是一种智慧的结晶,是人类跨越物理界限,实现信息共享的早期探索。我甚至能联想到,正是这些基础的接口技术,为后来互联网的兴起奠定了坚实的基石,让信息的传播速度呈指数级增长,彻底改变了人类社会的运作模式。这本书的价值,远不止于知识的传授,更在于它能够激发我们对技术演进的敬畏之心,以及对未来无限可能的想象。它让我们明白,每一个伟大的成就,都是从最基础、最朴素的原理开始,通过无数次的实践和优化,最终才能绽放出璀璨的光芒。

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翻开《微机原理及接口技术》,我首先感受到的是一种严谨的逻辑和一丝不苟的工程精神。书中对存储器管理单元(MMU)的介绍,让我对现代操作系统如何高效地分配和管理内存有了初步的认识。MMU通过虚拟地址到物理地址的转换,不仅解决了内存碎片化的问题,还为进程提供了独立的地址空间,保证了系统的稳定性和安全性。书中对页表(Page Table)的结构和查找过程的描述,虽然有些技术性,但一旦理解,就能领略到其中巧妙的设计。在接口技术方面,图形显示接口(如VGA)的原理也让我大开眼界。书中对视频信号的生成、像素的扫描、颜色的编码等过程的描述,让我明白了屏幕上呈现的每一个点,都是经过精心计算和传输的结果。我曾反复琢磨书中关于刷新率、分辨率、时序的讲解,试图理解画面是如何流畅地展现在我们眼前的。这种对细节的关注,正是构成高性能计算机系统不可或缺的。这本书让我明白了,每一个微小的技术突破,都凝聚着无数工程师的智慧和汗水,是对人类探索未知领域精神的最好诠释。

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《微机原理及接口技术》这本书,就像一把钥匙,为我打开了通往计算机硬件世界的大门。我一直对CPU的核心工作原理感到好奇,而书中关于CPU的时钟信号、指令周期、流水线技术等方面的讲解,让我对CPU的执行效率有了更深入的了解。特别是书中对指令流水线(Pipeline)的描述,让我明白了CPU如何通过将指令的执行分解为多个阶段,并让这些阶段并行工作,从而大幅提升处理速度。这种“分工协作”的思想,不仅在计算机领域,在各行各业都具有重要的借鉴意义。在接口技术方面,键盘、鼠标、显示器等通用输入输出设备的接口原理,也得到了详细的阐述。书中对这些设备的输入输出流程、数据格式、控制信号的讲解,让我明白了我们每天都在使用的这些设备,是如何与计算机进行交互的。例如,当我们按下键盘上的一个键时,键盘编码器会将键值转换为特定的扫描码,然后通过键盘接口电路发送给CPU,CPU再根据这些信息进行相应的处理。这种从硬件到软件的完整流程,让我对人机交互有了更全面的认识。这本书不仅教会了我“是什么”,更教会了我“为什么”和“怎么做”,是对我计算机认知的一次系统性提升。

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《微机原理及接口技术》这本书,在我看来,不仅仅是一本技术手册,更是一部关于计算机“灵魂”的探索史。书中对中断控制器(Interrupt Controller)的详细解析,让我理解了CPU如何响应来自外部设备的中断请求,并能够及时地处理这些事件。我曾对IRQ(中断请求)、向量(Vector)这些概念反复推敲,试图理解中断是如何被精确地定位和处理的。书中对中断优先级、中断嵌套等概念的解释,让我看到了计算机系统在处理多个并发事件时的精妙调度能力。在接口技术方面,网络接口卡(NIC)的基本工作原理也得到了介绍。书中对数据包的封装、解封装,以及MAC地址、IP地址等网络通信基础概念的阐述,让我对计算机如何连接到广阔的互联网有了一个初步的认识。虽然书中所述的网络技术可能已经有所迭代,但其核心原理依然是理解现代网络通信的基石。这本书让我明白,计算机的强大,不仅在于其计算能力,更在于其连接和交互的能力,而接口技术正是实现这种连接的关键。

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《微机原理及接口技术》这本书,给予我的不仅仅是知识,更是一种对技术背后逻辑的思考。书中对总线仲裁(Bus Arbitration)的讲解,让我对多处理器系统如何共享总线资源,避免冲突有了初步的认识。书中介绍了集中式和分布式仲裁方式,以及DMA请求和CPU请求如何被处理,从而保证了总线的有序访问。这种对资源共享和冲突解决的探讨,在很多领域都具有普遍意义。在接口技术方面,并行打印机接口的工作原理也得到了详尽的描述。书中对数据传输的方向、握手信号的交换、打印指令的格式等进行的讲解,让我明白了为什么我们能够将文档发送到打印机并打印出来。虽然现在USB接口已经取代了大部分并行接口,但理解并行接口的工作原理,有助于我们理解数据传输的演进过程。这本书让我深刻体会到,每一个技术的进步,都是在解决前代技术存在的瓶颈和不足,是一种不断迭代和优化的过程,体现了人类智慧的强大力量。

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我拿到《微机原理及接口技术》的时候,其实是抱着一种“看热闹”的心态,想了解一下计算机这台“机器”是怎么“活”起来的。这本书在这一点上做得相当不错,它并没有直接抛出枯燥的理论,而是通过一些实际的应用场景和通俗的比喻,将微处理器的工作机制展现在我眼前。我尤其对书中关于总线(Bus)的讲解印象深刻。总线是CPU、内存和各种I/O设备之间进行数据传输的通道,而书中将数据总线、地址总线、控制总线的功能和作用划分得明明白白。我仿佛看到,CPU发出地址信号,通过地址总线找到内存中的特定位置,然后通过数据总线读取或写入数据,整个过程由控制总线来协调。这种对信息流动的清晰描绘,让我对计算机内部的信息交互有了非常直观的认识。在接口技术方面,DMA(直接内存访问)的介绍让我惊叹于工程师们的智慧。DMA技术允许I/O设备在不经过CPU干预的情况下,直接与内存进行数据传输,极大地提高了系统的效率。书中对DMA控制器的原理和工作流程的讲解,让我理解了为什么我们能够一边听音乐,一边进行其他操作,而不会因为CPU忙于数据传输而卡顿。这本书不仅传授了技术知识,更让我对计算机系统的整体架构和协调运作有了更深层次的理解,也让我对早期计算机科学家的创造力充满了敬意。

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在阅读《微机原理及接口技术》的过程中,我逐渐意识到,每一个看似简单的操作背后,都隐藏着复杂的逻辑和精妙的设计。书中关于时序逻辑电路(Sequential Logic Circuits)的介绍,让我对触发器、寄存器、计数器等基本逻辑单元有了更深入的理解。我曾花费大量时间去理解时钟信号如何驱动这些电路按照预设的顺序工作,从而实现数据的存储和传递。这些基础的数字逻辑原理,是构成微处理器和各种数字电路的基础。在接口技术方面,音频接口的原理也让我感到新奇。书中对模数转换(ADC)和数模转换(DAC)的介绍,让我明白了模拟的声波是如何被转换为数字信号,并在计算机中进行处理,然后再通过数模转换还原为声音播放出来的。这种跨越模拟与数字鸿沟的技术,是多媒体技术的基础。这本书让我认识到,计算机科学不仅仅是抽象的算法和代码,更是对物理世界规律的深刻理解和巧妙运用。

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拿到《微机原理及接口技术》这本书,我带着一种“技术小白”的心态,希望能解开计算机运作的神秘面纱。这本书的特点在于,它并没有一味地堆砌专业术语,而是用相对平实的语言,将复杂的概念娓娓道来。我特别喜欢书中关于存储器层次结构的讲解。从CPU内部的寄存器,到高速缓存(Cache),再到主内存(RAM),最后到大容量的外部存储器(硬盘),书中清晰地描绘了数据在不同层级之间传递的原理和速度差异。理解这一点,对于优化程序性能至关重要。书中还介绍了内存的寻址方式,无论是直接寻址、间接寻址,还是基址加偏移量寻址,都配以生动的图示和清晰的解释,让我能够直观地理解CPU是如何找到并访问特定内存位置的数据。在接口技术方面,USB(通用串行总线)的介绍尤其让我感到新奇。这本书虽然写于USB技术发展的早期,但对USB的工作原理、协议层级、设备枚举过程的描述,依然具有很高的参考价值。它让我明白了,为什么我们可以如此方便地将各种外设连接到计算机上,而无需担心复杂的配置。这种通用性和即插即用的特性,正是接口技术发展的终极目标之一。通过这本书,我不仅学到了知识,更培养了一种严谨的逻辑思维能力,以及对技术创新永无止境的追求。

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