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出版者:人民郵電齣版社

作者:硃立

出品人:

頁數:277

译者:

出版時間:2005-2-1

價格:24.00元

裝幀:平裝(無盤)

isbn號碼:9787115130914

叢書系列:

圖書標籤:

• 計算機
• 教材
• 計算機硬件
• 硬件技術
• 基礎知識
• 計算機組成原理
• 數字電路
• 微處理器
• 主闆
• 存儲器
• 輸入輸齣設備
• 計算機係統

《信息時代的基石：現代電子係統與集成電路原理》 本書導讀： 在這個數據洪流與萬物互聯的時代，我們享受著前所未有的信息便利，但很少有人停下來思考支撐這一切的物質基礎——那些在矽片上刻畫的精妙邏輯。本書並非聚焦於宏觀的計算機架構或操作係統的軟件層麵，而是將目光深入到電子係統的核心脈絡，深入探究現代信息處理的物理實現與基本規律。我們旨在為讀者構建一個堅實的理論框架，理解從最基本的半導體器件到復雜集成電路功能模塊的演進曆程與設計哲學。 第一部分：半導體物理與器件基礎——信息流動的源泉 本部分是理解所有現代電子係統的基石。我們將從晶體管這個“電子開關”的微觀世界齣發，揭示其背後的物理機製。 第一章：固體材料的電子行為 深入探討導體、半導體和絕緣體之間的本質區彆，重點解析能帶理論、費米能級以及載流子（電子與空穴）的輸運機製。我們將詳細剖析本徵半導體與雜質半導體的特性，理解摻雜過程如何精確地控製材料的導電性能，這是所有後續電子器件設計的前提。 第二章：P-N結的構建與二極管的特性 本章集中討論半導體領域中最基本也是最重要的結構——P-N結。我們將分析在無偏置、正嚮偏置和反嚮偏置條件下，空間電荷區、內建電場以及擴散電流和漂移電流的相互作用。重點闡述二極管的非綫性伏安特性，以及齊納擊穿、雪崩擊穿等重要工作現象，它們在穩壓和開關電路中的應用是不可或缺的知識點。 第三章：雙極性晶體管（BJT）的工作原理與模型 本書將詳細解析BJT的結構、載流子注入與傳輸過程。重點分析其在不同工作區（截止區、放大區、飽和區）的特性麯綫，並推導齣Ebers-Moll模型與混閤 $pi$ 模型。通過對不同偏置電路的分析，展示BJT如何作為電流控製型器件實現信號的放大與開關功能。 第四章：金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）的精妙設計 MOSFET是現代數字電路的絕對主角。我們將細緻闡述MOS器件的形成過程，重點講解閾值電壓的確定、以及在弱反轉、強反轉區域的溝道電流模型。不同於BJT，MOSFET是電壓控製型器件，本書將深入探討其亞閾值導電、米勒效應以及短溝道效應，這些效應直接影響著現代超大規模集成電路（VLSI）的性能與功耗。 第二部分：模擬電路設計與放大技術——信號的精準處理 電子係統不僅需要處理離散的0和1，還需要對連續變化的模擬信號進行精確的調理。本部分聚焦於如何利用基礎器件構建高性能的模擬模塊。 第五章：晶體管作為放大器的基礎 本章從共同源極、共同發射極等基本放大電路配置入手，推導其電壓增益、輸入阻抗和輸齣阻抗。重點分析頻率響應特性，如高頻和低頻時的滾降現象，並引入反饋理論，解釋反饋在改善綫性度、穩定增益中的關鍵作用。 第六章：運算放大器（Op-Amp）的理論與應用 運算放大器是模擬電路的“瑞士軍刀”。我們將從差分放大器的結構開始，解析其共模抑製比（CMRR）的意義，再深入到內部的輸入級、增益級和輸齣級的設計。隨後，本書將展示Op-Amp在反相、同相放大、積分、微分、有源濾波器（如Sallen-Key拓撲）等經典應用中的精確數學模型與設計實例。 第七章：有源濾波器與信號調理 本部分係統地介紹如何使用晶體管和反饋網絡構建低通、高通、帶通和帶阻濾波器。我們將對比巴特沃斯、切比雪夫等不同類型的幅頻響應特性，並探討如何利用開關電容技術實現高精度、低噪聲的模擬信號處理功能，為數據采集係統打下基礎。 第三部分：數字邏輯與係統實現——構建信息處理的骨架 數字電路是實現復雜計算任務的核心。本部分將從布爾代數齣發，最終構建齣復雜的組閤邏輯與時序邏輯單元。 第八章：布爾代數與組閤邏輯電路 從邏輯門（AND, OR, NOT, XOR）的基本實現開始，係統介紹卡諾圖（K-Map）和Quine-McCluskey方法在邏輯函數化簡中的應用。重點解析多路選擇器（MUX）、譯碼器、編碼器以及全加器等核心組閤邏輯模塊的電路結構與工作原理。 第九章：CMOS邏輯電路族與優化 詳細分析CMOS反相器的工作特性，包括其電壓傳輸特性（VTC）、噪聲容限和傳播延遲。進而，深入探討不同CMOS邏輯傢族（如靜態CMOS、多米諾邏輯、Pass-Transistor邏輯）的設計權衡，特彆關注功耗優化，如亞閾值功耗和動態功耗的控製策略。 第十章：時序邏輯與狀態機設計 本章探討存儲信息的電路單元——鎖存器（Latch）與觸發器（Flip-Flop）。分析主從結構、邊沿觸發機製，以及如何利用它們構建寄存器和存儲單元。隨後，我們將係統性地介紹有限狀態機（FSM）的設計方法，包括同步與異步復位、狀態編碼優化，這是控製器設計的核心技能。 第十一章：存儲器結構與訪問機製 介紹數字係統中常見的存儲技術，包括易失性存儲（SRAM與DRAM）的基本單元結構、讀寫操作的時序要求以及刷新機製。同時，也會涉及非易失性存儲（如Flash Memory）的工作原理，及其在數據持久化中的作用。 結語：邁嚮係統級集成 全書的最後，我們將探討如何將上述模擬與數字模塊高效地集成到單芯片上，介紹基本的版圖設計考量，如互連綫的寄生效應、時鍾樹的平衡設計等，為讀者理解現代集成電路設計流程提供一個宏觀的視角，為後續學習更高級的電子工程領域做好知識儲備。 本書內容嚴謹，邏輯清晰，旨在為緻力於電子工程、微電子學、通信工程以及計算機體係結構等領域的學生和工程師，提供一個紮實且深入的電子係統物理基礎。讀者在掌握瞭這些基本構建模塊之後，方能真正理解信息技術飛速發展的內在驅動力。

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评分☆☆☆☆☆

我對這本書的評價，主要集中在其對“技術演進與未來趨勢”的探討上。它不僅僅羅列瞭當前的硬件標準，更著重於追溯這些標準是如何一步步形成的，這種曆史的視角讓我對“為什麼是現在這樣”有瞭更深層次的理解。例如，在講解總綫結構時，作者穿插瞭對PCIe、SATA等接口標準從萌芽到成熟的全過程描述，這使得冰冷的技術規範擁有瞭鮮活的生命力。不過，我個人感覺在軟件與硬件的交互層麵，尤其是操作係統對底層資源的調度機製，闡述得略顯簡略。雖然這是一本“硬件技術基礎”的書籍，但現代計算環境中，軟硬件的協同工作是密不可分的。如果能增加一章關於虛擬化技術或容器化對物理硬件資源影響的分析，那就更加完美瞭。總體來看，它更像是一部優秀的“硬件史詩”，而非一本純粹的操作指南，引人深思，適閤有一定背景知識的讀者進行深度研讀。

评分☆☆☆☆☆

這本書在對存儲技術進行分類和比較時，展現瞭極高的條理性和客觀性。作者並未簡單地推崇某一種技術，而是基於性能、成本和耐用性等多個維度，對RAM、ROM、Flash Memory以及新型存儲技術進行瞭細緻的量化分析。這種平衡的敘述方式，避免瞭陷入特定廠商的技術宣傳陷阱，讓讀者能夠建立起基於事實的判斷標準。然而，當我翻閱到有關功耗和散熱管理的部分時，我發現這方麵的內容顯得有些力不從心。在當前對能效比要求日益嚴苛的時代背景下，特彆是移動計算和數據中心領域，CPU和GPU的動態功耗管理策略占據瞭核心地位，但本書對此的論述深度遠不及對數據傳輸速率的分析。希望未來的修訂版能夠加強對熱設計功耗（TDP）模型和高效冷卻技術的介紹，以適應當前綠色計算的大趨勢。

评分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計和圖錶質量令人印象深刻。清晰的電路圖、精美的芯片內部結構剖視圖，都在視覺上給予瞭極大的幫助。特彆是關於固態硬盤（SSD）內部NAND閃存單元的工作原理圖解，那種三維立體的展示方式，比任何文字描述都來得直觀有力。我發現它在處理復雜的時序邏輯和電氣特性時，選用瞭非常專業的符號和規範，這保證瞭其專業性和準確性。但作為一名注重實踐的讀者，我發現書中側重於理論模型的構建，而缺乏足夠的動手實踐指導。例如，關於如何通過BIOS/UEFI進行低級硬件調試的案例分析，或者針對特定故障排除的步驟流程，內容幾乎沒有涉及。這使得這本書更偏嚮於學術研究和理論構建，對於那些希望通過拆裝和調試來學習硬件的工程師新手來說，可能需要配閤其他實驗手冊一同使用。

评分☆☆☆☆☆

這本名為《計算機硬件技術基礎》的書籍，以其詳實的數據和嚴謹的邏輯結構，為我打開瞭一扇深入瞭解現代計算機底層構架的大門。初捧此書，我原以為會是一本晦澀難懂的技術手冊，但作者的敘述方式卻齣乎意料地平易近人。書中對CPU的運行原理、內存的層次結構，以及各類存儲介質的演進曆程，都進行瞭細緻入微的剖析。我特彆欣賞它在解釋復雜概念時所使用的類比，比如將緩存比作臨時工作颱，將主闆比作城市的交通網絡，這極大地降低瞭我的理解門檻。然而，美中不足的是，在深入探討特定型號的芯片組時，內容略顯陳舊，可能需要讀者自行查閱最新的行業動態來補充這部分知識。整體而言，對於計算機專業入門者或者希望夯實基礎知識的愛好者來說，這是一本非常紮實的參考讀物，它構建瞭一個清晰的知識框架，讓人能夠係統地把握計算機係統的脈絡，而不是零散地學習各個組件的參數。

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這本書的語言風格嚴謹而富有節奏感，作者似乎深諳如何在一闆一眼的技術講解中，巧妙地植入一些能激發讀者好奇心的“小彩蛋”。比如在介紹微碼（Microcode）時，它不經意間提及瞭曆史上著名的硬件漏洞和補丁事件，這種將枯燥技術與真實世界事件相結閤的手法，極大地增強瞭閱讀的趣味性。不過，這本書在網絡接口技術，尤其是對現代網絡協議棧的硬件加速部分，介紹得略顯不足。雖然提到瞭網卡的基本組成，但對於如RDMA（遠程直接內存訪問）這類新興的高速互聯技術，其底層硬件實現邏輯和對整個係統性能的影響分析，遠遠沒有達到應有的篇幅。總而言之，它是一部非常優秀的“硬件基礎百科全書”，知識覆蓋麵廣，但若想跟進前沿的、對係統性能影響巨大的網絡和加速硬件，讀者可能還需要參考更專業的進階讀物。

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不適閤考試用書

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僅用於考試，考完瞭還是什麼都不懂。

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基礎知識

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