微型计算机原理及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:313

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出版时间:2008-5

价格:32.00元

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isbn号码:9787118055931

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• 微型计算机
• 计算机原理
• 计算机应用
• 微机原理
• 汇编语言
• 数字电路
• 计算机组成原理
• 电子技术
• 单片机
• 嵌入式系统

《数字世界的基石：微型计算机硬件与软件深度解析》 这是一部致力于揭示现代数字生活核心秘密的著作。它并非一本浅尝辄止的入门读物，而是旨在为读者构建一个全面、深刻且富有洞察力的微型计算机知识体系。本书将带您从最基本的逻辑门电路出发，逐步深入到中央处理器（CPU）的精妙设计，再到存储器、输入输出设备的工作原理，最终触及操作系统和应用软件的运行机制。这不是一次简单的技术罗列，而是一次系统性的思维训练，帮助您理解信息如何在硬件层面被加工、存储和传递，以及软件如何在这些硬件基础上运行，最终为我们创造出如此丰富多彩的数字世界。 第一部分：硬件的骨骼——数字逻辑与处理器架构 本书的开篇，我们将一同探索数字电路的基石——逻辑门。通过对与门、或门、非门、异或门等基本逻辑单元的深入理解，读者将掌握构成一切复杂计算的底层语言。我们不会止步于理论，而是会引入如何利用这些基本门电路构建更复杂的组合逻辑和时序逻辑电路，例如加法器、寄存器、计数器等。这一过程将帮助您理解数据如何在电路中流动和处理，为后续理解CPU的复杂结构打下坚实基础。 随后，我们将进入微型计算机最核心的“大脑”——中央处理器（CPU）。本书将详细剖析CPU的内部结构，包括其至关重要的组成部分：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）以及各种寄存器。您将了解到ALU是如何执行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非、异或）的，而控制单元又是如何指挥CPU执行指令的。我们将详细解析CPU的工作流程：指令的读取、解码、执行和写回（fetch-decode-execute cycle），并深入探讨不同类型的指令集架构（ISA），如精简指令集计算机（RISC）和复杂指令集计算机（CISC），理解它们在性能和效率上的权衡。流水线技术、缓存机制（L1、L2、L3缓存）以及分支预测等现代CPU优化技术也将得到详尽的阐述，让您领略到CPU设计者们为了追求极致性能所付出的智慧。 第二部分：记忆的殿堂——存储器与总线系统 数据的存储与传输是微型计算机正常运作不可或缺的环节。本书将详细讲解各种类型的存储器，从最基础的易失性存储器——随机存取存储器（RAM），到非易失性存储器——只读存储器（ROM）、闪存（Flash Memory）等。我们将深入探究RAM的不同类型，如动态随机存取存储器（DRAM）和静态随机存取存储器（SRAM），理解它们的工作原理、读写速度以及功耗特点。此外，本书还将介绍存储器的分层结构，从CPU内部的寄存器，到CPU外的缓存，再到主内存，最后到辅助存储设备，解释数据在不同存储层级之间如何流动以优化访问效率。 除了存储器本身，数据在CPU、存储器以及输入输出设备之间的高速通道——总线系统，也是本书重点关注的对象。我们将解析地址总线、数据总线和控制总线的各自功能，理解它们是如何协同工作来完成数据传输的。PCIe（Peripheral Component Interconnect Express）、USB（Universal Serial Bus）等现代总线技术的演进和工作原理也将得到深入的探讨，帮助您理解各类外部设备为何能够如此顺畅地与计算机进行通信。 第三部分：沟通的桥梁——输入输出设备与接口技术 微型计算机之所以能够与外部世界交互，离不开各种各样的输入输出（I/O）设备。本书将详细介绍常见的I/O设备，如键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪等，并深入分析它们的工作原理。例如，键盘是如何将按键动作转化为电信号的，鼠标又是如何追踪移动轨迹的，显示器又是如何将数字信号转化为我们所见的图像的。 更重要的是，本书将重点阐述I/O设备与计算机主机之间的数据交换机制——I/O接口技术。我们将探讨中断、直接内存访问（DMA）等I/O控制方式，理解它们如何减轻CPU的负担，提高系统的整体效率。串行接口和并行接口的差异，以及USB、SATA（Serial ATA）、HDMI（High-Definition Multimedia Interface）等现代I/O接口标准的工作原理和技术特点，都将得到细致的讲解。 第四部分：智能的灵魂——操作系统与系统软件 如果说硬件是微型计算机的躯体，那么操作系统（OS）就是它的灵魂。本书将深入解析操作系统的核心职能，包括进程管理、内存管理、文件系统管理和设备管理。您将了解到操作系统是如何调度CPU资源，允许多个程序同时运行的；它是如何有效地分配和管理内存空间的；它是如何组织和访问海量存储设备上的文件的；以及它是如何协调CPU与各种I/O设备进行交互的。 本书还将介绍不同类型的操作系统，如批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统和分布式操作系统，以及它们各自的应用场景。此外，我们还将探讨系统软件的其他重要组成部分，如汇编器、链接器、加载器和编译器，理解它们是如何将人类可读的高级编程语言转化为计算机能够执行的机器码的，是连接硬件与应用软件的关键桥梁。 第五部分：创意的翅膀——应用软件开发基础与交互 在掌握了硬件和操作系统的基础知识后，本书将引导读者初步涉足应用软件的世界。我们将探讨高级编程语言与机器语言之间的联系，理解代码是如何被翻译并最终在硬件上执行的。虽然本书不以教授具体的编程语言为目标，但会提供一套关于程序设计的基本思维方式和方法论，帮助读者理解软件开发的逻辑。 我们将讨论软件与硬件之间的交互模式，包括系统调用（system calls）的概念，应用程序如何通过操作系统向硬件发出请求。理解用户界面（UI）和用户体验（UX）的基本原则，以及应用程序如何通过图形用户界面（GUI）或命令行界面（CLI）与用户进行交互，也是本书会触及的内容。通过这些章节，读者将能更深刻地理解，我们日常使用的各种软件，是如何建立在复杂的硬件基础和精妙的操作系统之上的。 结语 《数字世界的基石：微型计算机硬件与软件深度解析》并非一本枯燥的技术手册，而是一次开启您对数字世界好奇心之旅的邀请。通过本书，您将不再是仅仅使用计算机的用户，而是能够洞悉其内在运行机制的理解者。从最小的逻辑门到宏观的操作系统，您将建立起一个完整的知识框架，理解信息时代的每一项技术进步是如何建立在坚实的微型计算机原理之上的。无论您是计算机科学的学生、从业人员，还是对数字技术充满热情的好奇者，本书都将为您提供一次深刻的学习体验，帮助您在快速发展的科技浪潮中，拥有更强的洞察力和更广阔的视野。

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说实话，我本来是冲着书名里的“应用”两个字买的，希望能看到很多具体的开发案例和实战技巧。结果发现，这本书的基础理论部分占了绝大部分篇幅，而且讲得非常透彻。这一点稍微出乎了我的预料，但回头想想，也许这是好事。因为只有真正理解了原理，应用层面的东西才能触类旁通，不会被固定的例子限制了思维。书里关于中断机制的阐述，简直是教科书级别的典范——逻辑严密，推导清晰，让我彻底弄懂了硬件如何与操作系统进行高效协作。它甚至还涉及了一些现代微机系统中越来越重要的安全特性和功耗管理策略的底层逻辑，这显示了作者对这个领域前沿动态的关注。虽然具体的编程实践案例不多，但它为我后续学习汇编语言和操作系统内核打下了坚不可摧的理论基石，这一点比一堆零散的“技巧”宝贵得多。

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拿到书后，我最先关注的是它对新型存储技术和I/O设备的介绍。让我惊喜的是，书中对非易失性存储器（NVM）的工作原理和性能瓶颈分析得非常到位，远超我预期的入门教材的深度。作者似乎在努力平衡传统知识与现代发展的关系，没有固步自封于上个世纪的技术框架。比如，在讨论并行处理时，它巧妙地将早期的并行计算模型与现代GPU的SIMD架构联系起来，展示了思想的传承。虽然篇幅有限，但书中对指令集的选择和优化策略的讨论，也展现了作者对软件和硬件协同设计这一主题的深刻理解。这本书的价值不在于教你敲出几行代码，而在于为你构建一个完整的、能容纳未来新技术的“知识容器”。读完后，我对整个计算机系统的运行机制有了一种全新的、更具穿透力的理解。

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这本书的封面设计挺有意思的，色彩搭配很复古，一下子就抓住了我的眼球。我本来以为内容会很枯燥，毕竟是讲原理的嘛，但翻开目录才发现，作者的思路很清晰，把复杂的概念拆解得非常细致。比如讲到内存管理那块，他没有堆砌一堆晦涩的术语，而是用了很多生活中的例子来做类比，我一个非专业背景的人读起来也感觉很顺畅。特别是关于数据如何在CPU和内存之间传输的描述，配图非常直观，让我一下子就明白了那个“管道”是怎么工作的。这本书的排版也很好，字号和行距都比较舒服，长时间阅读也不会觉得累。我特别喜欢它在每个章节后面都设置了“思考与练习”部分，这些问题不是简单的重复知识点，而是需要你真正理解了才能回答的开放性问题，这对我巩固知识点非常有帮助。总的来说，作为入门读物，它在引导读者兴趣方面做得非常出色，让我对这个领域不再感到畏惧。

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这本书的写作风格非常严谨，带着一股学术的沉稳气息，读起来让人感觉作者是一位功力深厚的专家。它对术语的定义一丝不苟，每一个专业名词的引入都有详尽的解释和历史背景，这对于建立精确的概念体系至关重要。我最喜欢的是它对“冯·诺依曼结构”和“哈佛结构”的比较分析章节，作者没有简单地罗列它们的优缺点，而是深入分析了它们在现代多核处理器设计中是如何融合与创新的，视角非常独到。书中提供的电路图和逻辑门级别的描述，虽然看起来有点复杂，但作者总能用精炼的语言点出这些底层设计对整体性能的决定性影响。这本书更像是为那些想要“知其所以然”而非仅仅“知其所以然”的读者准备的，它教会你如何去“思考”而不是仅仅“记忆”。

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我之前看过好几本号称“深入浅出”的计算机底层书籍，但很多都是言过其实，读到一半就不得不放弃。然而，这本《微型计算机原理及应用》给我的感受截然不同。它真正的做到了“深入”，但同时又保持了令人惊讶的“可读性”。我尤其欣赏作者在介绍总线结构时所采用的层次化讲解方法。他先从宏观的系统架构入手，建立起一个整体的概念框架，然后再逐步深入到具体的信号时序和协议细节。这种自上而下的学习路径，极大地减轻了读者的认知负担。书中对于不同代微处理器架构的演进历史梳理得也相当到位，让你能清晰地看到技术是如何一步步迭代和优化的，而不是孤立地看待某个特定型号的芯片。对于想从事嵌入式开发或者底层软件优化的人来说，这本书提供的基础知识储备是相当扎实的，它没有停留在表面应用，而是深挖了背后的逻辑。

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