具体描述
《21世纪高等院校规划教材·微型计算机原理与接口技术学习与实验指导》与“21世纪高等院校规划教材”《微型计算机原理与接口技术》相配套，给出与教学密切相关的课程学习指导、习题解答、实验指导、综合实训等内容。全书分为上、中、下三篇，上篇为主教材对应的12章内容中每章的知识要点复习、典型例题解析、习题解答等；中篇为课程实验指导，给出典型实验项目、实验环境、实验目的、实验内容、实验步骤及要求和实验参考程序等；下篇为课程的综合实训，给出综合实训题目、实训的目的及意义、实训内容及具体要求，提供典型的设计开发案例等；《21世纪高等院校规划教材·微型计算机原理与接口技术学习与实验指导》的附录A为课程考试的模拟试题，给出四套与教学内容密切配合的试卷，用以检查和测试学习效果；附录B为每套试卷的评分标准和参考答案。
《21世纪高等院校规划教材·微型计算机原理与接口技术学习与实验指导》内容丰富，可读性、可操作性和实用性强，融入了作者多年的教学和实践经验。
《21世纪高等院校规划教材·微型计算机原理与接口技术学习与实验指导》可作为计算机类和机电类应用型本科专业、高职高专学生学习“微型计算机原理与接口技术”课程的配套教材，也可作为成人教育、在职人员培训、高等教育自学人员和从事微机硬件和软件开发的工程技术人员学习和应用的参考书。
计算机系统基础与实践：从硬件到软件的深度探索 本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，以理解现代计算机系统的核心构成、工作原理及其相互间的协作机制。我们聚焦于计算机科学领域的基础概念、底层架构以及应用层面的实践技术，旨在构建一个坚实的理论基础和丰富的动手能力。 第一部分：计算机系统基础架构与数字逻辑 本部分将带领读者深入探究计算机系统的基石——数字逻辑电路与信息表示。我们从最基本的布尔代数和逻辑门开始，逐步构建出组合逻辑电路（如编码器、译码器、多路选择器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）。这些基础单元是构成所有复杂数字系统的“砖块”。 1. 信息的编码与表示： 详细探讨二进制、八进制、十六进制等不同数制之间的转换，重点解析定点数和浮点数的标准表示方法（如IEEE 754标准），理解数据在计算机内部如何被精确和高效地存储与运算。同时，会涉及字符编码（如ASCII、Unicode）在文本处理中的作用。 2. 组合逻辑与时序逻辑设计： 学习使用卡诺图（K-Map）和Quine-McCluskey方法进行逻辑函数的化简，掌握硬件描述语言（HDL，如VHDL或Verilog的简化介绍）的基本语法，用于描述和仿真简单的数字电路。深入分析锁存器、D触发器、JK触发器等基本存储单元的工作特性，并将其应用于设计同步和异步时序系统。 3. 算术逻辑单元（ALU）的构建： 剖析加法器、减法器、乘法器和除法器的工作原理。我们将从半加器和全加器开始，构建多位加法器，并探讨溢出检测机制。这部分内容是理解中央处理器（CPU）运算能力的关键。 第二部分：中央处理器（CPU）的工作原理与体系结构 本部分是理解计算机“大脑”如何运作的核心。我们将超越简单的逻辑门层面，进入到指令集架构（ISA）的设计与实现层面。 1. 指令集架构（ISA）概述： 区分精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）的设计哲学。详细介绍指令的格式、寻址模式（如立即寻址、寄存器寻址、直接/间接寻址）以及指令的执行流程。我们将以一个简化的MIPS或类RISC架构为例进行深入分析。 2. CPU数据通路与控制单元： 深入解析单周期CPU、多周期CPU和流水线CPU的结构差异。重点讲解数据通路的设计，包括程序计数器（PC）、指令寄存器、通用寄存器堆、ALU和内存访问单元之间的连接。随后，阐述控制单元如何根据指令译码来生成精确的时序信号，驱动数据通路上的各个组件协同工作。 3. 流水线技术与性能优化： 详细介绍指令流水线中的五个经典阶段（取指、译码、执行、访存、写回）。深入讨论流水线中不可避免的 hazards（结构冲突、数据冲突、控制冲突）及其解决方案，如指令延迟、数据前递（Forwarding）和分支预测技术。理解这些技术如何显著提高CPU的吞吐量。 4. 存储器层次结构与性能瓶颈： 探讨CPU与主存之间速度差异带来的“冯·诺依曼瓶颈”。系统性地介绍存储器层次结构的概念，包括缓存（Cache）的工作原理。重点分析SRAM与DRAM的特性、缓存的映射方式（直接映射、组相联、全相联）、替换策略（如LRU）以及写操作策略（写直通、写回），这些都是影响程序执行速度的关键因素。 第三部分：系统软件与内存管理 理解硬件仅仅是第一步，如何通过软件有效地利用这些硬件资源至关重要。本部分关注操作系统如何管理硬件资源，特别是内存。 1. 汇编语言基础与系统调用： 介绍特定架构（如x86或ARM的简化模型）的寄存器集合和基本汇编指令（数据传送、算术运算、流程控制）。通过编写简单的汇编程序，理解高级语言是如何被翻译成机器码并由CPU执行的。简要介绍系统调用接口，作为用户程序与内核交互的桥梁。 2. 内存的虚拟化与保护： 阐述为什么需要虚拟内存。详细解析分页（Paging）机制，包括页表结构、TLB（转换后援缓冲器）的作用及其对性能的影响。讨论分段机制，以及现代操作系统如何结合分页和分段实现高效且安全的内存管理。 3. 进程与线程管理： 探讨操作系统的核心功能——进程的抽象与状态转换。分析进程上下文切换的开销。介绍线程的概念，区分用户级线程与内核级线程，理解多线程带来的并发优势和同步挑战。 第四部分：系统级并行与外设交互 本部分关注如何使系统执行多个任务，以及CPU如何与外部设备进行高效通信。 1. I/O系统与中断机制： 解释输入/输出（I/O）操作的必要性及其与CPU速度的巨大差异。深入研究中断（Interrupt）的工作原理，包括中断向量表、中断处理流程以及中断优先级管理，这是实现高效异步通信的关键。 2. 直接内存访问（DMA）： 介绍DMA控制器，理解它如何允许外设直接读写主存，从而将CPU从繁琐的数据搬运任务中解放出来，实现真正意义上的并行操作。 3. 并行处理基础： 简要介绍多核处理器（Multi-core Processor）的架构概念，包括共享缓存（L2/L3 Cache）的一致性问题。探讨并发编程中同步与互斥的基本工具，如信号量和互斥锁，及其在多线程环境下的应用场景。 通过对以上四个部分的系统学习和实践，读者将能够全面掌握现代计算机系统的底层工作机制，从晶体管级别的逻辑运算，到指令集的复杂调度，再到操作系统的资源管理，形成一个完整且深入的知识体系。本书强调理论与实践的结合，鼓励读者通过仿真或简单的硬件描述语言实验来验证所学原理。
作者简介
目录信息
读后感
评分
评分
评分
评分
评分
用户评价
评分
评分
评分
评分
评分
相关图书
本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息，本站不存储任何数据与内容，任何内容与数据均与本站无关，如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度，google,bing,sogou 等
© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有