數字係統設計

數字係統設計 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

出版者:清華大學齣版社
作者:(加)杜剋
出品人:
頁數:738
译者:
出版時間:2005-12
價格:79.80元
裝幀:
isbn號碼:9787302108177
叢書系列:
圖書標籤:
  • 硬件編程
  • VHDL,EDA
  • VHDL
  • 數字係統
  • 數字係統
  • 數字邏輯
  • 計算機組成原理
  • Verilog
  • VHDL
  • FPGA
  • 數字電路
  • 嵌入式係統
  • 硬件設計
  • 係統設計
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具體描述

《數字電路基礎:邏輯門到微處理器》 本書深入淺齣地剖析瞭數字係統的核心構建模塊和設計原理,旨在為讀者構建紮實的數字邏輯基礎。從最基本的邏輯門(AND、OR、NOT、XOR等)開始,詳細闡述它們的真值錶、邏輯符號以及在集成電路中的實現方式。通過清晰的圖示和實例,讀者將理解如何組閤這些基本門構建更復雜的邏輯功能,例如加法器、減法器、編碼器、譯碼器以及多路選擇器和數據分配器等組閤邏輯電路。 本書的另一重要篇幅集中在時序邏輯電路上,包括觸發器(SR、JK、D、T觸發器)及其狀態轉移特性,以及由觸發器構成的寄存器、移位寄存器和計數器。這些單元是構建存儲器和狀態機的關鍵。讀者將學習如何使用狀態圖和狀態錶來設計和分析同步和異步時序邏輯電路,理解時鍾信號的作用以及時序約束的重要性。 隨著讀者對基礎單元的掌握,本書將進一步引導他們進入更宏觀的數字係統設計層麵。將詳細介紹微處理器的基本結構,包括算術邏輯單元(ALU)、控製單元、寄存器文件和內存接口。通過對指令集架構(ISA)的解讀,讀者將瞭解指令是如何被解碼、執行並影響處理器狀態的。此外,還將探討流水綫技術、中斷處理以及輸入/輸齣(I/O)接口等提高處理器性能和功能的重要概念。 本書還涵蓋瞭數模轉換(DAC)和模數轉換(ADC)等基本接口技術,解釋它們如何在數字世界和模擬世界之間架起橋梁。此外,還將觸及可編程邏輯器件(PLD),如現場可編程門陣列(FPGA)和復雜可編程邏輯器件(CPLD),介紹它們在現代數字係統設計中的靈活性和應用。 在講解過程中,本書注重理論與實踐的結閤,提供大量精選的練習題,幫助讀者鞏固所學知識。通過這些練習,讀者將有機會親手設計簡單的數字電路,分析現有電路的行為,並初步接觸硬件描述語言(HDL)如Verilog或VHDL在實際設計流程中的應用,盡管本書不直接教授HDL編程,但會為後續學習奠定堅實的基礎。 本書內容編排循序漸進,邏輯清晰,語言通俗易懂,適閤電子工程、計算機科學、自動化等相關專業的學生,以及對數字係統設計感興趣的工程師和技術愛好者閱讀。通過學習本書,讀者將能夠理解現代數字設備的工作原理,並為進一步深入學習數字邏輯設計、計算機體係結構和嵌入式係統打下堅實的基礎。

作者簡介

目錄資訊

讀後感

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用戶評價

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這本書對我的思維方式的改變,體現在它培養瞭我一種“抽象化”和“模塊化”的能力。在數字係統設計中,我們將一個龐大而復雜的係統分解成許多小的、功能獨立的模塊,每個模塊又可以用更小的邏輯單元來錶示。這種層層抽象的過程,是我在學習過程中逐漸掌握的關鍵能力。作者在講解時,總是會先介紹一個高層次的功能需求,然後逐步深入到具體的實現細節,每一步都將復雜的係統分解成更易於管理的子問題。例如,在設計一個微處理器時,作者不會一開始就陷入門電路的細節,而是先從指令集架構(ISA)開始,然後逐步細化到CPU的流水綫、控製器、ALU等各個模塊,最後纔討論具體的邏輯門實現。這種自頂嚮下的設計思維,讓我能夠清晰地規劃整個設計流程,並且有效地管理設計的復雜性,最終能夠構建齣更加健壯和可維護的數字係統。

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《數字係統設計》這本書提供瞭一個非常全麵且深入的視角來理解數字世界的運作。它不僅僅是關於電路圖和邏輯門,更是關於如何構建智能、高效的計算係統。我對書中關於並行處理和流水綫技術的講解印象特彆深刻,它揭示瞭現代處理器如何通過同時處理多個指令來大幅提升性能。作者通過生動的圖示和詳細的解釋,讓我明白瞭指令預取、指令譯碼、執行、寫迴等各個階段是如何高效銜接的。此外,書中還探討瞭同步和異步設計之間的區彆與聯係,以及時鍾信號在數字係統中扮演的關鍵角色。這些內容都幫助我建立起一個完整的數字係統設計知識體係,讓我對計算機硬件有瞭更深刻的認識。我不再是將計算機僅僅看作一個黑盒子,而是能夠理解其內部精密的結構和高效的工作機製。

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《數字係統設計》這本書的語言風格非常吸引人,它不像一些技術書籍那樣枯燥乏味,而是充滿瞭一種啓發性和引導性。作者在講解復雜的概念時,善於使用類比和故事,讓抽象的原理變得生動有趣。我記得在學習計算機體係結構時,作者將CPU的各個組成部分比作一個高效運轉的工廠,指令是原材料,ALU是生産綫上的機器,寄存器是半成品倉庫,而緩存則是快速周轉的庫存。這樣的描述,讓我在腦海中構建瞭一個立體的模型,從而更容易理解CPU內部各個模塊是如何協同工作的。此外,書中還穿插瞭一些關於數字係統設計曆史和發展趨勢的討論,這不僅增加瞭閱讀的趣味性,也讓我對這個領域有瞭更宏觀的認識,理解瞭我們今天所使用的技術是如何一步步演變而來的。

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這本書對我的學習方式産生瞭積極的影響,它培養瞭我一種係統性思維的能力。在學習《數字係統設計》的過程中,我逐漸意識到,任何一個復雜的數字係統都不是孤立存在的,它是由眾多相互關聯、相互影響的子係統組成的。作者在介紹每一個模塊時,都會強調它與其他模塊之間的接口和協同工作方式。比如,在講解CPU和內存的交互時,作者詳細闡述瞭總綫協議、地址映射和數據傳輸的機製,讓我明白CPU並非孤立地工作,而是需要通過總綫與內存和其他外設進行信息交換。這種對係統整體性的強調,讓我不再僅僅滿足於理解單個組件的功能,而是更加關注它們如何集成起來,共同完成一個更大的任務。這種“全局觀”的培養,對於我未來從事更復雜的工程項目,無疑具有重要的指導意義,我學會瞭從整體到局部,再從局部迴到整體的分析方法。

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總而言之,《數字係統設計》這本書是一次令人愉快的學習經曆。它不僅讓我掌握瞭數字係統設計的理論知識和實踐技能,更重要的是,它啓發瞭我對計算技術更深層次的思考。我從書中學習到瞭如何將抽象的概念轉化為實際的硬件實現,如何通過優化設計來提升係統的性能和效率,以及如何應對數字係統設計中的各種挑戰。這本書為我打開瞭一扇通往數字世界的大門,讓我看到瞭其中蘊含的無限可能性。我會毫不猶豫地嚮任何對數字電路、計算機體係結構或集成電路設計感興趣的朋友推薦這本書。它是我近期讀到過的最具有啓發性和價值的技術書籍之一,我確信它將成為我在這個領域繼續深入學習的重要基石。

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《數字係統設計》這本書的實踐性是我非常看重的一點。雖然理論知識很重要,但如果不能付諸實踐,那學習效果也會大打摺扣。我很欣喜地發現,這本書不僅僅停留在理論的講解,還提供瞭大量的實踐環節。書中會引導讀者使用Verilog或VHDL等硬件描述語言(HDL)來設計和仿真各種數字電路。這對於我來說是非常寶貴的學習機會,我得以將書本上的理論知識轉化為實際的代碼,並且通過仿真工具來驗證設計的正確性。例如,在學習狀態機時,我按照書中的指導,使用Verilog編寫瞭一個交通燈控製器的代碼,並成功地在仿真器中模擬瞭它的運行。這種“理論-實踐-驗證”的學習閉環,極大地增強瞭我對知識的掌握程度,讓我能夠更自信地麵對實際的硬件開發挑戰。

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當我翻開《數字係統設計》這本書時,我首先被它嚴謹的結構和深入淺齣的講解方式所吸引。作者似乎非常理解讀者在學習這個領域時可能會遇到的睏難,所以他循序漸進地引導我們進入數字世界的復雜性。從最基本的邏輯門電路開始,到組閤邏輯和時序邏輯的設計,再到更高級的微處理器架構和存儲器係統,每一個章節都搭建在前一章節的基礎上,構建起一個堅實的知識框架。我特彆欣賞作者在講解抽象概念時,不僅僅停留在理論層麵,而是輔以大量的圖示和實例。這些圖示清晰地展示瞭電路的連接和工作原理,而實例則將理論知識與實際應用緊密結閤起來,讓我能夠更直觀地理解抽象的邏輯是如何在硬件層麵實現的。例如,在講解狀態機設計時,作者不僅給齣瞭狀態轉換圖和卡諾圖化簡的方法,還通過一個簡單的交通燈控製器案例,一步步演示瞭如何將理論轉化為可實現的電路。這種“由淺入深,由易到難”的教學方法,極大地降低瞭學習門檻,讓我能夠 confidently 地掌握每一個新的知識點。

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我對《數字係統設計》這本書的另一個深刻印象來自於它在處理復雜概念時的細緻入微。數字係統設計是一個涉及麵廣、技術迭代快的領域,想要寫齣一本既能涵蓋基礎又能跟上時代步伐的書籍,確實需要作者擁有深厚的功底和獨到的見解。這本書在講解諸如流水綫、緩存一緻性、中斷處理等微處理器核心概念時,並沒有一筆帶過,而是詳細地剖析瞭它們的原理、設計挑戰以及在實際應用中的優化策略。作者使用瞭非常生動的比喻和類比,幫助我理解那些看似晦澀難懂的技術細節。比如,在解釋流水綫如何提高指令執行效率時,作者將其比作工廠的流水綫生産,每個工位負責一部分任務,同時進行,大大縮短瞭整體的生産周期。這種貼切的比喻,讓我在腦海中形成瞭清晰的圖像,從而更好地理解瞭其工作機製。此外,書中還涉及瞭FPGA和ASIC等可編程邏輯器件的設計流程,這對於希望從事硬件開發的我來說,無疑是寶貴的實踐指導。

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這本書的名字叫《數字係統設計》,我拿到它的時候,抱著極大的熱情,因為我一直對數字電路和計算機底層的工作原理非常著迷。我本科期間雖然接觸過一些基礎的數字邏輯課程,但總覺得浮光掠影,很多細節和係統層麵的聯係不夠清晰。我一直渴望能夠有一本書,能夠係統地梳理數字係統設計這個龐大的知識體係,並且能夠讓我從原理到實踐都有更深入的理解。這本書的名字恰好滿足瞭我的期待,它承諾瞭從基礎概念到復雜係統的完整覆蓋,這對於我這樣一個希望能夠深入瞭解數字世界奧秘的讀者來說,無疑是一個巨大的誘惑。我期待它能夠幫助我建立起紮實的理論基礎,並且能夠指導我完成一些實際的項目。這本書的裝幀和排版也給我留下瞭很好的第一印象,紙張的質感很好,印刷清晰,字體也比較舒服,這都是閱讀體驗中不可忽視的細節。總而言之,我被它的名字所吸引,並且對其內容充滿瞭期待,希望它能夠成為我學習數字係統設計道路上的重要引路者。

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作者在《數字係統設計》這本書中對各種設計方法的權衡和討論,讓我受益匪淺。在數字係統設計領域,並沒有一種放之四海而皆準的最佳方案,不同的設計目標和約束條件,需要采用不同的設計策略。這本書在這方麵做得非常齣色,它不僅介紹瞭各種設計方法,例如結構化設計、自頂嚮下設計、自底嚮上設計等,還詳細分析瞭它們的優缺點以及適用的場景。比如,在講解組閤邏輯電路的設計時,作者會對比使用邏輯門、邏輯錶達式以及查錶法來實現同一功能時的效率和復雜度的差異。這種對不同設計方法的深度剖析,幫助我建立瞭批判性思維,讓我能夠根據具體的項目需求,選擇最閤適的設計方案。我不再是盲目地套用某個方法,而是能夠根據實際情況進行權衡和取捨,做齣更優的設計決策。

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下周一考這門課

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和國內內容差彆不大,思維不同,拿來當復習資料瞭

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