電子學與計算機(1)--中國大百科全書(甲精) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:中國大百

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isbn號碼:9787500000815

叢書系列:中國大百科全書第一版

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《現代電子技術與計算機係統》—— 跨越信息時代的基石 圖書簡介 本書旨在為讀者構建一個全麵、深入且與時俱進的電子學與計算機技術知識體係。它並非對某一特定百科全書條目的簡單羅列或復述，而是深入挖掘瞭現代電子技術的核心原理、發展脈絡及其與當代計算機係統之間錯綜復雜的相互作用。全書從最基礎的半導體物理與電路理論齣發，逐步攀升至復雜的微處理器架構、嵌入式係統設計，並最終探討瞭大數據、人工智能時代對底層硬件提齣的新要求。 第一部分：電子學的基石與演進 第一章：半導體物理與器件基礎 本章詳盡闡述瞭構成現代電子世界的物質基礎——半導體材料的特性。從能帶理論、載流子輸運機製入手，詳細剖析瞭PN結的形成、特性以及由此衍生的二極管和三極管的基本工作原理。重點對雙極性晶體管（BJT）和場效應晶體管（FET），特彆是MOSFET的結構、工作區劃分和關鍵參數進行瞭細緻的講解。討論瞭集成電路（IC）製造工藝的重大進步，如光刻技術、薄膜沉積與刻蝕，解釋瞭摩爾定律如何在物理層麵上得以持續實現。 第二章：模擬電路的精髓 本章聚焦於處理連續信號的電子迴路。內容涵蓋瞭運算放大器（Op-Amp）的理想模型及其在反相、同相、積分、微分等基本運算中的應用。係統講解瞭濾波器的設計理論（如巴特沃斯、切比雪夫濾波器），頻率響應分析方法，以及信號源、電源管理電路（綫性穩壓與開關模式電源）的設計考量。此外，還探討瞭信號的調變與解調技術在通信電子學中的基礎作用。 第三章：數字邏輯與電路設計 這是連接模擬世界與數字世界的橋梁。本章深入講解瞭布爾代數、邏輯門傢族（TTL, CMOS）的特性與功耗差異。隨後，篇幅集中於組閤邏輯電路（如編碼器、譯碼器、多路復用器）和時序邏輯電路（如觸發器、寄存器、計數器）的設計與分析。詳細介紹瞭有限狀態機（FSM）的設計方法論，為後續的微處理器設計奠定瞭理論基礎。 第二部分：計算機係統的核心構建 第四章：指令集架構與處理器設計 本部分是全書的核心之一。我們首先區分瞭復雜指令集計算機（CISC）和精簡指令集計算機（RISC）的設計哲學，並以現代主流架構（如ARM、x86）為例進行分析。詳細解釋瞭指令的編碼、尋址方式和數據通路設計。重點深入講解瞭提高處理器性能的關鍵技術：流水綫技術（Pipeline Hazards處理）、分支預測機製以及亂序執行（Out-of-Order Execution）的實現細節。 第五章：存儲器層次結構與I/O管理 本章係統梳理瞭現代計算機的存儲係統。從寄存器到主存（DRAM），再到外存（SSD/HDD）的完整層次結構被細緻剖析。對高速緩存（Cache）的工作原理，包括映射策略（直映、組關聯、全關聯）、寫迴/寫穿策略、以及緩存一緻性問題進行瞭詳盡的討論。同時，探討瞭輸入/輸齣（I/O）係統的設計，包括總綫結構（如PCIe）、中斷機製和直接內存訪問（DMA）如何實現高效的數據傳輸。 第六章：操作係統與硬件交互 本章著重於軟件與硬件的接口。講解瞭操作係統的基本功能，如進程管理、內存管理（分頁、分段、虛擬內存）和文件係統設計。深入分析瞭係統調用（System Call）的機製，它是用戶態程序請求內核服務的關鍵。探討瞭並發控製和同步機製（如信號量、互斥鎖）在多核環境下的重要性，以及如何通過硬件支持（如特權級、內存保護單元）來確保係統的穩定與安全。 第三部分：前沿交叉領域與未來展望 第七章：嵌入式係統與實時性保證 本章聚焦於專用於特定任務的計算機係統。詳細介紹瞭微控製器（MCU）的架構特點，特彆是其片上資源（定時器、ADC、通信接口如SPI/I2C/UART）。討論瞭實時操作係統（RTOS）的核心概念，如任務調度算法（優先級繼承、輪轉）、中斷延遲分析，以及如何通過硬件和軟件協同設計來滿足嚴格的時序要求。 第八章：專用加速器與異構計算 麵對馮·諾依曼瓶頸和深度學習的爆發性需求，本章探討瞭專用硬件加速器的興起。詳細介紹瞭圖形處理器（GPU）的並行計算模型（SIMT），以及它們如何通過海量流處理器實現高性能計算。此外，還討論瞭現場可編程門陣列（FPGA）在定製硬件邏輯和低延遲應用中的獨特優勢，以及ASIC（專用集成電路）的設計流程。 第九章：集成電路的可靠性與功耗挑戰 隨著集成度不斷提高，物理層麵的挑戰日益突齣。本章分析瞭芯片設計中的熱設計、電源完整性（PI）和信號完整性（SI）問題。深入探討瞭亞閾值功耗、靜電放電（ESD）防護以及先進封裝技術（如2.5D/3D集成）對係統性能和可靠性的影響，展望瞭超越CMOS技術的潛在解決方案。 本書力求以嚴謹的工程思維和清晰的邏輯結構，將從基礎物理到復雜係統實現的各個環節有機地串聯起來，為工程師、研究人員和高年級學生提供一個深入理解現代電子與計算技術生態係統的權威參考。

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說實話，我購買這本書是抱著一種“朝聖”的心態。它不像是速食讀物，更像是一部需要時間去品味的經典。我更看重的是它在概念定義和基礎理論上的深度挖掘，而不是對最新潮流的熱衷追趕。例如，在電子學部分，我希望能看到對半導體物理基礎的深入淺齣地講解，而不是僅僅停留在器件符號的使用層麵。計算機部分，我期待它能對操作係統內核的調度機製和並發控製的理論模型進行詳盡的剖析。這本書對我而言，是用來建立知識體係框架的，它應該能提供那種一通百通的底層邏輯，讓我無論麵對何種具體的技術挑戰，都能找到理論的根源和解決問題的思路。

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作為一名對信息技術領域抱有濃厚興趣的業餘愛好者，我一直在尋找一本能夠係統梳理“電子學”和“計算機”這兩大支柱學科交叉點的權威著作。市麵上很多資料要麼過於側重硬件的理論推導，要麼又過於偏嚮軟件的應用層麵，難以找到一個完美的平衡點。這本書的名稱就直接點明瞭其宏大的目標，這讓我充滿瞭好奇。我特彆留意瞭那些關於接口標準和信號完整性的章節，希望能從中找到一些工業界約定俗成的最佳實踐。我希望能從更宏觀的視角去理解，現代集成電路是如何與上層的軟件架構進行高效協同的。這種跨學科的整閤能力，纔是衡量一本工具書是否真正“百科”的關鍵。

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這本書的封麵設計真是讓人眼前一亮，那種經典的甲精風格，透著一股子沉穩和權威感。我特意把它放在書架最顯眼的位置，每次路過，都能感受到它散發齣的那種知識的厚重氣息。內容上，雖然我還沒有深入研讀，但光是翻閱目錄，就能感受到編撰者的用心良苦。這絕不是一本泛泛而談的科普讀物，而是那種能讓你靜下心來，深入探究事物本質的工具書。它仿佛是一扇通往微觀世界的門，等待著我們去推開。我期待著能從中找到關於電子元器件設計的一些獨到見解，尤其是一些前沿技術的底層邏輯，希望能幫助我理清一些模糊的概念。那種對知識體係的梳理和建構，纔是這類百科全書中最為寶貴的財富。

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這本書的係列屬性——“中國大百科全書”這個品牌背書，本身就代錶瞭一種極高的學術標準和嚴謹的審校流程。這意味著我不需要花費大量時間去甄彆信息的真僞和準確性，可以直接信任其內容的權威性。我個人非常關注其中的計算機體係結構部分。我希望它能涵蓋從馮·諾依曼結構到現代並行處理架構的演進脈絡，並能清晰地解釋內存層次結構和緩存一緻性協議背後的物理和邏輯聯係。這種自上而下的係統性闡述，對於構建紮實的理論基礎至關重要。它應該能為我將來的深入研究提供一個堅實的理論基石，而不是零散的知識點堆砌。

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拿到書的瞬間，那種紙張的質感和印刷的清晰度就讓我覺得物有所值。相比於電子文檔，實體書的閱讀體驗是無可替代的，尤其是在查閱技術細節時，可以隨時做筆記和摺角標記，建立起自己的知識地圖。我設想著用它來作為我進階學習的“字典”。比如，當我遇到一個晦澀的電子術語時，我希望這本書能提供一個清晰、準確，且帶有曆史背景的定義，而不是簡單的術語解釋。如果它能深入到某些經典電路拓撲的原理推導過程，並輔以精細的示意圖，那就再好不過瞭。它應該是一本能經受住時間考驗，並且隨著我知識水平的提升，能不斷從中挖掘齣新意的寶藏。

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