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

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出版者:

作者:朱定华 编

出品人:

页数:326

译者:

出版时间:2012-6

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787121089350

丛书系列:

图书标签:

• 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

好的，这是一本名为《微型计算机原理及应用》的书籍的图书简介，内容侧重于介绍其在其他领域可能涵盖的主题，并力求详实、自然，避免任何AI痕迹。 --- 图书简介：《微型计算机原理及应用》 面向读者： 电子工程、计算机科学、自动化控制、嵌入式系统设计领域的学生、工程师及技术爱好者。 内容概述： 本书旨在为读者提供一个全面、深入的视角，剖析现代微型计算机系统的核心原理、底层架构以及在当前科技浪潮中的广泛应用。它不仅是关于硬件基础的教科书，更是一座连接理论知识与实际工程实践的桥梁。全书的结构设计，从最基础的数字逻辑和半导体器件入手，逐步深入到复杂系统的集成、软件与硬件的交互，直至前沿的嵌入式系统设计与物联网（IoT）应用。 第一部分：微型计算机的基石——数字逻辑与体系结构 本书的开篇，将读者带入数字世界的基石——二进制系统和布尔代数。我们详细阐述了逻辑门、组合逻辑电路（如译码器、多路选择器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、计数器）的设计与实现。这部分内容强调了如何将抽象的逻辑运算转化为物理电路，为理解CPU的内部工作机制奠定坚实基础。 随后，重点转向微型计算机的宏观架构。我们深入解析了冯·诺依曼和哈佛体系结构的异同及其对性能的影响。特别关注了现代处理器（如x86和ARM系列）的核心组件：算术逻辑单元（ALU）、控制单元（CU）、寄存器组和高速缓存（Cache）的工作流程。关于指令系统的探讨，涵盖了指令格式、寻址方式的分类，以及RISC与CISC的设计哲学对比。读者将清晰地理解一条机器指令是如何经过取指、译码、执行、写回这四个阶段，最终完成运算的。 在存储器层次结构方面，本书详尽论述了SRAM与DRAM的工作原理、存储器的分类（如ROM、Flash）及其在系统中的物理布局。缓存一致性协议、虚拟内存管理机制，以及内存管理单元（MMU）在操作系统和硬件协同工作中的关键作用，都得到了细致的剖析。 第二部分：微处理器与微控制器深度解析 本篇聚焦于微处理器的内部结构与操作流程。我们不仅介绍指令流水线技术如何通过并行处理提高吞吐量，还探讨了超标量、乱序执行等现代高性能处理器设计中的关键技术。异常处理、中断机制的设计与实现，是理解实时操作系统（RTOS）和系统可靠性的核心。 微控制器（MCU）部分，则将视角转向集成度更高的嵌入式领域。我们以主流的8位、16位和32位MCU为例，详细解析了其片上资源：定时器/计数器、模数/数模转换器（ADC/DAC）、通用异步收发传输器（UART）、SPI、I2C等标准通信接口的底层操作协议。这部分内容特别强调了寄存器级别的编程方法，使读者能够直接控制硬件资源。 针对现代嵌入式系统的需求，本书还包含一个专门章节介绍实时性要求。我们将对比通用操作系统（如Linux）和实时操作系统（如FreeRTOS）在任务调度、上下文切换和资源同步（信号量、互斥锁）方面的差异，这是构建工业控制和安全关键系统的必备知识。 第三部分：系统集成与软件协同 计算机系统并非孤立的处理器，而是复杂的集成体。本部分着重于硬件与软件的无缝对接。我们详细阐述了总线结构（如PCIe、AMBA总线）的工作原理，数据如何在不同设备间高效传输。输入/输出（I/O）系统的设计，包括端口映射I/O和内存映射I/O的优缺点，以及中断驱动与直接内存访问（DMA）技术在提升I/O效率中的作用。 在驱动程序与固件层面，本书介绍了引导加载程序（Bootloader）的初始化流程，以及如何编写与底层硬件交互的设备驱动程序框架。对于嵌入式软件开发而言，交叉编译工具链的使用、链接脚本的配置，以及如何进行系统级调试（如使用JTAG/SWD接口）是至关重要的技能点。 第四部分：前沿应用与发展趋势 本书的最后一部分将理论知识延伸至实际工程应用。我们探讨了现代微型计算机在传感器数据采集、工业自动化（PLC/IPC）中的角色。 特别地，针对当前信息技术的热点，我们提供了关于嵌入式Linux系统移植与裁剪的案例分析，以及轻量级操作系统在资源受限设备上的部署策略。此外，网络通信模块的集成，如以太网控制器和无线模块（Wi-Fi/蓝牙）的接口应用，为构建物联网终端设备提供了技术蓝图。 最后，本书展望了未来趋势，如异构计算（CPU+GPU/FPGA的协同工作）、边缘计算对微型计算机性能提出的新要求，以及面向特定任务的定制化处理器设计理念。 本书的价值在于： 通过严谨的逻辑推导和丰富的工程实例，本书不仅教会读者“计算机如何工作”，更重要的是，指导读者如何“让计算机按要求工作”。它培养的不仅仅是理论知识的掌握者，更是能够从底层硬件约束出发，设计出高效、可靠的嵌入式与计算机应用系统的工程师。内容翔实，注重实践操作，是理工科学生和一线技术人员不可或缺的参考工具书。

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