数字系统设计

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出版者:清华大学出版社
作者:(加)杜克
出品人:
页数:738
译者:
出版时间:2005-12
价格:79.80元
装帧:
isbn号码:9787302108177
丛书系列:
图书标签:
  • 硬件编程
  • VHDL,EDA
  • VHDL
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  • 计算机组成原理
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  • 系统设计
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具体描述

《数字电路基础:逻辑门到微处理器》 本书深入浅出地剖析了数字系统的核心构建模块和设计原理,旨在为读者构建扎实的数字逻辑基础。从最基本的逻辑门(AND、OR、NOT、XOR等)开始,详细阐述它们的真值表、逻辑符号以及在集成电路中的实现方式。通过清晰的图示和实例,读者将理解如何组合这些基本门构建更复杂的逻辑功能,例如加法器、减法器、编码器、译码器以及多路选择器和数据分配器等组合逻辑电路。 本书的另一重要篇幅集中在时序逻辑电路上,包括触发器(SR、JK、D、T触发器)及其状态转移特性,以及由触发器构成的寄存器、移位寄存器和计数器。这些单元是构建存储器和状态机的关键。读者将学习如何使用状态图和状态表来设计和分析同步和异步时序逻辑电路,理解时钟信号的作用以及时序约束的重要性。 随着读者对基础单元的掌握,本书将进一步引导他们进入更宏观的数字系统设计层面。将详细介绍微处理器的基本结构,包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元、寄存器文件和内存接口。通过对指令集架构(ISA)的解读,读者将了解指令是如何被解码、执行并影响处理器状态的。此外,还将探讨流水线技术、中断处理以及输入/输出(I/O)接口等提高处理器性能和功能的重要概念。 本书还涵盖了数模转换(DAC)和模数转换(ADC)等基本接口技术,解释它们如何在数字世界和模拟世界之间架起桥梁。此外,还将触及可编程逻辑器件(PLD),如现场可编程门阵列(FPGA)和复杂可编程逻辑器件(CPLD),介绍它们在现代数字系统设计中的灵活性和应用。 在讲解过程中,本书注重理论与实践的结合,提供大量精选的练习题,帮助读者巩固所学知识。通过这些练习,读者将有机会亲手设计简单的数字电路,分析现有电路的行为,并初步接触硬件描述语言(HDL)如Verilog或VHDL在实际设计流程中的应用,尽管本书不直接教授HDL编程,但会为后续学习奠定坚实的基础。 本书内容编排循序渐进,逻辑清晰,语言通俗易懂,适合电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的学生,以及对数字系统设计感兴趣的工程师和技术爱好者阅读。通过学习本书,读者将能够理解现代数字设备的工作原理,并为进一步深入学习数字逻辑设计、计算机体系结构和嵌入式系统打下坚实的基础。

作者简介

目录信息

读后感

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用户评价

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这本书对我的学习方式产生了积极的影响,它培养了我一种系统性思维的能力。在学习《数字系统设计》的过程中,我逐渐意识到,任何一个复杂的数字系统都不是孤立存在的,它是由众多相互关联、相互影响的子系统组成的。作者在介绍每一个模块时,都会强调它与其他模块之间的接口和协同工作方式。比如,在讲解CPU和内存的交互时,作者详细阐述了总线协议、地址映射和数据传输的机制,让我明白CPU并非孤立地工作,而是需要通过总线与内存和其他外设进行信息交换。这种对系统整体性的强调,让我不再仅仅满足于理解单个组件的功能,而是更加关注它们如何集成起来,共同完成一个更大的任务。这种“全局观”的培养,对于我未来从事更复杂的工程项目,无疑具有重要的指导意义,我学会了从整体到局部,再从局部回到整体的分析方法。

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《数字系统设计》这本书的语言风格非常吸引人,它不像一些技术书籍那样枯燥乏味,而是充满了一种启发性和引导性。作者在讲解复杂的概念时,善于使用类比和故事,让抽象的原理变得生动有趣。我记得在学习计算机体系结构时,作者将CPU的各个组成部分比作一个高效运转的工厂,指令是原材料,ALU是生产线上的机器,寄存器是半成品仓库,而缓存则是快速周转的库存。这样的描述,让我在脑海中构建了一个立体的模型,从而更容易理解CPU内部各个模块是如何协同工作的。此外,书中还穿插了一些关于数字系统设计历史和发展趋势的讨论,这不仅增加了阅读的趣味性,也让我对这个领域有了更宏观的认识,理解了我们今天所使用的技术是如何一步步演变而来的。

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我对《数字系统设计》这本书的另一个深刻印象来自于它在处理复杂概念时的细致入微。数字系统设计是一个涉及面广、技术迭代快的领域,想要写出一本既能涵盖基础又能跟上时代步伐的书籍,确实需要作者拥有深厚的功底和独到的见解。这本书在讲解诸如流水线、缓存一致性、中断处理等微处理器核心概念时,并没有一笔带过,而是详细地剖析了它们的原理、设计挑战以及在实际应用中的优化策略。作者使用了非常生动的比喻和类比,帮助我理解那些看似晦涩难懂的技术细节。比如,在解释流水线如何提高指令执行效率时,作者将其比作工厂的流水线生产,每个工位负责一部分任务,同时进行,大大缩短了整体的生产周期。这种贴切的比喻,让我在脑海中形成了清晰的图像,从而更好地理解了其工作机制。此外,书中还涉及了FPGA和ASIC等可编程逻辑器件的设计流程,这对于希望从事硬件开发的我来说,无疑是宝贵的实践指导。

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《数字系统设计》这本书的实践性是我非常看重的一点。虽然理论知识很重要,但如果不能付诸实践,那学习效果也会大打折扣。我很欣喜地发现,这本书不仅仅停留在理论的讲解,还提供了大量的实践环节。书中会引导读者使用Verilog或VHDL等硬件描述语言(HDL)来设计和仿真各种数字电路。这对于我来说是非常宝贵的学习机会,我得以将书本上的理论知识转化为实际的代码,并且通过仿真工具来验证设计的正确性。例如,在学习状态机时,我按照书中的指导,使用Verilog编写了一个交通灯控制器的代码,并成功地在仿真器中模拟了它的运行。这种“理论-实践-验证”的学习闭环,极大地增强了我对知识的掌握程度,让我能够更自信地面对实际的硬件开发挑战。

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作者在《数字系统设计》这本书中对各种设计方法的权衡和讨论,让我受益匪浅。在数字系统设计领域,并没有一种放之四海而皆准的最佳方案,不同的设计目标和约束条件,需要采用不同的设计策略。这本书在这方面做得非常出色,它不仅介绍了各种设计方法,例如结构化设计、自顶向下设计、自底向上设计等,还详细分析了它们的优缺点以及适用的场景。比如,在讲解组合逻辑电路的设计时,作者会对比使用逻辑门、逻辑表达式以及查表法来实现同一功能时的效率和复杂度的差异。这种对不同设计方法的深度剖析,帮助我建立了批判性思维,让我能够根据具体的项目需求,选择最合适的设计方案。我不再是盲目地套用某个方法,而是能够根据实际情况进行权衡和取舍,做出更优的设计决策。

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总而言之,《数字系统设计》这本书是一次令人愉快的学习经历。它不仅让我掌握了数字系统设计的理论知识和实践技能,更重要的是,它启发了我对计算技术更深层次的思考。我从书中学习到了如何将抽象的概念转化为实际的硬件实现,如何通过优化设计来提升系统的性能和效率,以及如何应对数字系统设计中的各种挑战。这本书为我打开了一扇通往数字世界的大门,让我看到了其中蕴含的无限可能性。我会毫不犹豫地向任何对数字电路、计算机体系结构或集成电路设计感兴趣的朋友推荐这本书。它是我近期读到过的最具有启发性和价值的技术书籍之一,我确信它将成为我在这个领域继续深入学习的重要基石。

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这本书对我的思维方式的改变,体现在它培养了我一种“抽象化”和“模块化”的能力。在数字系统设计中,我们将一个庞大而复杂的系统分解成许多小的、功能独立的模块,每个模块又可以用更小的逻辑单元来表示。这种层层抽象的过程,是我在学习过程中逐渐掌握的关键能力。作者在讲解时,总是会先介绍一个高层次的功能需求,然后逐步深入到具体的实现细节,每一步都将复杂的系统分解成更易于管理的子问题。例如,在设计一个微处理器时,作者不会一开始就陷入门电路的细节,而是先从指令集架构(ISA)开始,然后逐步细化到CPU的流水线、控制器、ALU等各个模块,最后才讨论具体的逻辑门实现。这种自顶向下的设计思维,让我能够清晰地规划整个设计流程,并且有效地管理设计的复杂性,最终能够构建出更加健壮和可维护的数字系统。

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《数字系统设计》这本书提供了一个非常全面且深入的视角来理解数字世界的运作。它不仅仅是关于电路图和逻辑门,更是关于如何构建智能、高效的计算系统。我对书中关于并行处理和流水线技术的讲解印象特别深刻,它揭示了现代处理器如何通过同时处理多个指令来大幅提升性能。作者通过生动的图示和详细的解释,让我明白了指令预取、指令译码、执行、写回等各个阶段是如何高效衔接的。此外,书中还探讨了同步和异步设计之间的区别与联系,以及时钟信号在数字系统中扮演的关键角色。这些内容都帮助我建立起一个完整的数字系统设计知识体系,让我对计算机硬件有了更深刻的认识。我不再是将计算机仅仅看作一个黑盒子,而是能够理解其内部精密的结构和高效的工作机制。

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当我翻开《数字系统设计》这本书时,我首先被它严谨的结构和深入浅出的讲解方式所吸引。作者似乎非常理解读者在学习这个领域时可能会遇到的困难,所以他循序渐进地引导我们进入数字世界的复杂性。从最基本的逻辑门电路开始,到组合逻辑和时序逻辑的设计,再到更高级的微处理器架构和存储器系统,每一个章节都搭建在前一章节的基础上,构建起一个坚实的知识框架。我特别欣赏作者在讲解抽象概念时,不仅仅停留在理论层面,而是辅以大量的图示和实例。这些图示清晰地展示了电路的连接和工作原理,而实例则将理论知识与实际应用紧密结合起来,让我能够更直观地理解抽象的逻辑是如何在硬件层面实现的。例如,在讲解状态机设计时,作者不仅给出了状态转换图和卡诺图化简的方法,还通过一个简单的交通灯控制器案例,一步步演示了如何将理论转化为可实现的电路。这种“由浅入深,由易到难”的教学方法,极大地降低了学习门槛,让我能够 confidently 地掌握每一个新的知识点。

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这本书的名字叫《数字系统设计》,我拿到它的时候,抱着极大的热情,因为我一直对数字电路和计算机底层的工作原理非常着迷。我本科期间虽然接触过一些基础的数字逻辑课程,但总觉得浮光掠影,很多细节和系统层面的联系不够清晰。我一直渴望能够有一本书,能够系统地梳理数字系统设计这个庞大的知识体系,并且能够让我从原理到实践都有更深入的理解。这本书的名字恰好满足了我的期待,它承诺了从基础概念到复杂系统的完整覆盖,这对于我这样一个希望能够深入了解数字世界奥秘的读者来说,无疑是一个巨大的诱惑。我期待它能够帮助我建立起扎实的理论基础,并且能够指导我完成一些实际的项目。这本书的装帧和排版也给我留下了很好的第一印象,纸张的质感很好,印刷清晰,字体也比较舒服,这都是阅读体验中不可忽视的细节。总而言之,我被它的名字所吸引,并且对其内容充满了期待,希望它能够成为我学习数字系统设计道路上的重要引路者。

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下周一考这门课

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下周一考这门课

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和国内内容差别不大,思维不同,拿来当复习资料了

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