微型計算機原理與接口技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:清華大學

作者:鄒逢興

出品人:

頁數:486

译者:

出版時間:2007-12

價格:39.80元

裝幀:

isbn號碼:9787302152583

叢書系列:

圖書標籤:

• 通信
• 微型計算機
• 原理
• 接口技術
• 計算機基礎
• 數字電路
• 單片機
• 硬件設計
• 嵌入式係統
• 計算機組成
• 係統架構

《微型計算機原理與接口技術》—— 探索計算的基石，解鎖硬件的奧秘 本書是一本深入淺齣的技術指南，旨在帶領讀者穿越微型計算機的迷人世界，理解其核心運作原理，並掌握連接外部設備的精妙技藝。從最基礎的邏輯門電路，到復雜的中央處理器架構，再到韆姿百態的接口技術，本書將為您勾勒齣一幅清晰而詳盡的微型計算機發展圖景。 第一部分：微型計算機的靈魂——核心原理 在這裏，我們將一同探尋微型計算機的“大腦”和“記憶”。 數字邏輯基礎： 首先，我們將從最基本的數字邏輯門（與門、或門、非門、異或門等）開始，理解它們如何組閤形成更復雜的邏輯電路，這是構建一切數字係統的基石。我們將學習布爾代數，並瞭解觸發器、寄存器等基本存儲單元的工作原理，它們是計算機存儲信息、執行指令的最小單元。 中央處理器（CPU）的奧秘： 深入剖析CPU的內部結構，包括算術邏輯單元（ALU）、控製單元（CU）和寄存器組。我們將詳細講解指令集架構（ISA），理解指令是如何被解碼、執行的，以及CPU如何管理數據流和控製程序的運行。我們將探討流水綫技術，瞭解它如何提升CPU的執行效率，以及緩存（Cache）的重要性，它如何加速CPU訪問內存的速度。 存儲器係統： 探究不同類型的存儲器，從速度最快的寄存器、高速緩存，到容量巨大的主存儲器（RAM）和持久性存儲器（ROM、Flash Memory）。我們將瞭解它們的工作原理、讀寫方式以及它們在整個計算機係統中的層次結構，理解為何需要不同類型的存儲器來平衡性能和成本。 總綫結構： 剖析微型計算機內部各組件之間如何通信的“高速公路”——總綫。我們將詳細介紹地址總綫、數據總綫和控製總綫的概念和功能，理解它們如何協同工作，實現CPU與內存、I/O設備之間的數據傳輸和控製信號傳遞。 第二部分：連接世界的橋梁——接口技術 微型計算機之所以強大，在於它能與我們生活中的各種設備互動。這部分將揭示“如何做到”。 I/O（輸入/輸齣）接口基礎： 理解I/O接口的作用，它扮演著CPU與外部世界溝通的“翻譯官”角色。我們將學習I/O端口的地址映射方式，以及如何通過程序來讀寫I/O端口，實現與外部設備的交互。 串行通信接口： 探索如UART（通用異步收發傳輸器）等串行通信接口的工作原理。我們將學習其數據傳輸的同步與異步方式，理解波特率、數據位、停止位等參數的意義，以及如何通過串行接口實現設備間的點對點通信，如連接調製解調器、GPS模塊等。 並行通信接口： 深入瞭解並行接口（如早期的LPT打印機接口）的工作方式，理解其一次傳輸多個數據位的優勢和局限性。 中斷係統： 掌握中斷的概念和工作流程。我們將學習中斷請求（IRQ）如何由外部設備發齣，CPU如何響應中斷，保存當前狀態，跳轉到中斷服務程序（ISR）執行，以及中斷返迴機製。理解中斷對於提高係統效率和響應速度至關重要。 直接內存訪問（DMA）： 學習DMA技術，理解它如何允許I/O設備直接與主存進行數據傳輸，而無需CPU的直接乾預。我們將分析DMA的工作原理，瞭解它如何大大減輕CPU的負擔，提高數據傳輸的效率，尤其在大量數據傳輸場景下。 常見的通信協議與標準： 介紹一些廣泛應用的通信協議，如SPI（串行外設接口）、I2C（集成電路互聯總綫）等。我們將分析它們的總綫結構、通信時序和工作模式，學習如何使用這些接口連接傳感器、顯示器、存儲設備等多種外圍芯片。 通用串行總綫（USB）： 詳細介紹USB接口的架構和工作原理。我們將學習USB的主機、設備模型，瞭解其不同的傳輸類型（控製傳輸、批量傳輸、中斷傳輸、同步傳輸），以及USB的即插即用特性是如何實現的。 存儲設備接口： 探討連接硬盤、固態硬盤等存儲設備的接口技術，如SATA（串行高級技術附件）和NVMe（非易失性存儲器快速接口），理解它們如何提供高速、高帶寬的數據訪問。 圖形與顯示接口： 簡要介紹連接顯示器和圖形處理單元（GPU）的接口技術，瞭解它們如何實現圖像數據的傳輸和顯示。 本書特色： 體係化構建： 從宏觀到微觀，從基礎原理到實際應用，層層遞進，構建完整的知識體係。 深入淺齣： 采用清晰易懂的語言，輔以豐富的圖示和實例，化繁為簡，讓復雜的概念變得直觀。 實踐導嚮： 強調接口技術在實際應用中的重要性，為讀者掌握硬件開發、嵌入式係統設計奠定堅實基礎。 閱讀本書，您將不僅能理解微型計算機的“前世今生”，更能洞悉其內在的驅動力，掌握與外界溝通的奧秘。這對於任何有誌於深入理解計算科學、從事硬件開發、嵌入式係統設計、物聯網應用等領域的專業人士和愛好者而言，都將是一次寶貴的學習旅程。

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這本書的封麵設計就帶著一種沉穩而專業的風格，封麵的主色調是深藍色，搭配金色的字體，給人一種莊重感。我拿到書的時候，就迫不及待地翻開瞭第一章。書的排版設計非常人性化，字體大小適中，行間距也恰到好處，讀起來不會覺得眼睛疲勞。章節的劃分清晰明瞭，每個知識點都配有圖示和例題，這對我這種喜歡動手實踐的人來說簡直太友好瞭。我尤其喜歡書中關於CPU內部結構的那幾章，作者用瞭很多形象的比喻來解釋復雜的概念，比如把CPU比作一個精密的工廠，指令就像生産訂單，寄存器就像工人手頭的工具， ALU就像流水綫上的加工區。這些比喻一下子就讓我理解瞭CPU的工作原理，感覺自己仿佛真的進入瞭CPU的內部，看到瞭它忙碌而有序地運轉。書中的插圖也非常精美，無論是電路圖還是時序圖，都畫得清晰易懂，而且色彩搭配也很好，不會顯得過於花哨，又能突齣重點。我還在書的扉頁上看到作者的題詞，感覺作者非常用心，把這本書當作一件藝術品來對待。

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這本《微型計算機原理與接口技術》給我留下瞭深刻的印象，尤其是在數據傳輸和存儲這部分的內容。書中詳細介紹瞭各種數據傳輸方式，包括並行傳輸、串行傳輸，以及它們各自的優缺點和適用場景。作者以大量實際的例子來闡述這些概念，比如在介紹並行傳輸時，就用到瞭早期的打印機接口，而對於串行傳輸，則詳細講解瞭USB接口的演進曆程。最讓我感到驚喜的是，書中還深入探討瞭不同存儲介質的工作原理，例如內存的DRAM和SRAM，以及固態硬盤（SSD）和傳統機械硬盤（HDD）的讀寫機製。我一直對SSD的快速讀寫速度感到好奇，書中對NAND閃存的讀寫過程的講解，讓我對其背後的技術原理有瞭更清晰的認識。作者的文字功底很紮實，語言錶達嚴謹而流暢，即使是對於一些晦澀的技術名詞，也能通過清晰的解釋和恰當的比喻，讓我這個初學者也能理解。書中的一些圖錶，比如不同接口的數據吞吐量對比圖，更是直觀地展示瞭技術發展的趨勢，給我提供瞭很有價值的參考。

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這本書的結構安排很有條理，它遵循著由淺入深、循序漸進的學習路徑。首先，它從最基礎的二進製、十進製、十六進製的轉換開始，幫助讀者建立起數字係統的基本概念。然後，逐漸引入瞭邏輯門電路、觸發器等數字電路的基礎知識，這些內容是理解微處理器內部工作原理的基石。我印象特彆深刻的是，書中關於時序邏輯的講解，作者用生動的語言描述瞭時鍾信號如何驅動著CPU內部的各種操作，就像指揮傢指揮樂隊一樣，每個元件都按照時鍾的節拍同步工作。隨後，書的重心轉嚮瞭微處理器本身，詳細闡述瞭其指令集、尋址方式、總綫結構等核心概念。我尤其喜歡書中對指令集架構的分類講解，它讓我瞭解瞭RISC和CISC指令集設計的哲學差異。此外，書中關於匯編語言的一些示例，雖然有些晦澀，但作者都給齣瞭非常詳細的解釋，讓我對底層程序的運行有瞭更深刻的理解。

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這本書給我最大的啓發在於，它不僅僅是一本技術書籍，更像是一本引人入勝的故事書，講述瞭微型計算機從誕生到發展的曆程。書中穿插瞭一些曆史故事和技術裏程碑的介紹，比如第一款微處理器的誕生，以及它如何改變瞭整個計算機行業。這些故事讓我對微型計算機技術産生瞭更濃厚的興趣，也更加理解瞭技術背後的創新精神。我喜歡書中對於一些經典接口技術，如ISA、PCI、USB的演變過程的講解，作者不僅僅列舉瞭它們的規格參數，還深入分析瞭它們在不同時代背景下的技術優勢和局限性，以及它們如何被後繼者所取代。這讓我對技術迭代和發展規律有瞭更深刻的認識。書中的一些問答環節，也解答瞭我平時學習中遇到的一些睏惑，比如為什麼某些接口的速度會受到限製，或者某些信號的傳輸為什麼會産生乾擾。這些內容都讓我覺得受益匪淺。

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這本書的講解方式非常彆緻，它不是簡單地堆砌理論知識，而是更注重將理論與實踐緊密結閤。在講解中斷處理機製時，作者沒有僅僅停留在概念層麵，而是通過一個實際的例子，模擬瞭一個簡單的中斷發生過程，並詳細分析瞭CPU如何響應中斷、保存現場、執行中斷服務程序，最後恢復現場。這個過程的描述細緻入微，每一步操作都清晰可見。我特彆欣賞的是，書中還提供瞭一些代碼片段，雖然不是完整的程序，但卻能幫助讀者理解指令的執行流程和內存訪問方式。這對於我這種喜歡邊學邊練的人來說，非常有幫助。我曾嘗試著根據書中的一些僞代碼，在腦海中構建齣實際的執行邏輯，效果很好。此外，書中關於I/O端口和存儲器映射I/O的講解也相當到位，作者用瞭很多篇幅來解釋它們在實際應用中的區彆和聯係，並列舉瞭一些常用的I/O芯片，這讓我對如何通過軟件控製硬件有瞭更直觀的認識。

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