计算机硬件技术基础

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出版者:高等教育
作者:裘正定
出品人:
页数:386
译者:
出版时间:2007-8
价格:31.10元
装帧:
isbn号码:9787040219579
丛书系列:
图书标签:
  • 计算机硬件
  • 硬件技术
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具体描述

《高等学校计算机硬件技术课程系列教材•计算机硬件技术基础》是在高等教育出版社2001年12月出版的《高等学校计算机硬件技术课程系列教材•计算机硬件技术基础》的基础上改编而成。《高等学校计算机硬件技术课程系列教材•计算机硬件技术基础》由浅人深地介绍了计算机的组成原理,对组成计算机的各个部件的原理、性能指标和标准进行了详细的介绍。在各部分的内容组织上紧跟计算机技术的最新发展,涵盖了计算机主机系统和各种外部设备,包括CPU 、存储器、总线、芯片组、接口、外存储器、基本输入/输出设备、显示系统、音频系统、通信设备、工业控制计算机等。

现代通信系统设计与原理 第一章:通信系统的基本概念与发展历程 本章旨在为读者构建一个宏观的视野,理解通信的本质及其在人类社会发展中的核心地位。我们将从信息论的奠基性理论出发,探讨信息、信道、噪声在通信过程中的角色与相互关系。内容涵盖香农-哈特利定理对信道容量的理论界限阐述,以及不同类型信息源(如语音、图像、数据)的特性分析。 历史回顾部分将追溯从电报、电话到无线电波的早期应用,重点分析模拟通信时代的局限性,并详细阐述数字通信作为现代通信基石的必然性。我们将深入剖析从早期的脉冲编码调制(PCM)到现代正交频分复用(OFDM)等关键技术里程碑,理解技术演进背后的驱动力——主要是对传输速率、频谱效率和抗干扰能力的持续追求。 第二章:信道编码与差错控制 在任何实际的通信系统中,信号都不可避免地会受到噪声和干扰的影响,导致信息传输错误。本章将系统地介绍如何通过设计巧妙的编码方案来检测和纠正这些错误,确保信息的可靠传输。 首先,我们将详细讨论信源编码与信道编码的区别与联系。信源编码关注的是如何高效地表示信息,而信道编码则专注于如何抵抗传输过程中的不确定性。内容将涵盖代数编码理论的基础,包括分组码(如汉明码、循环冗余校验码CRC)的编码与译码过程、代数结构和性能评估。随后,我们将进入更先进的、具有接近香农极限性能的卷积码及其维特比译码算法,以及Turbo码和低密度奇偶校验码(LDPC)在现代高速通信标准(如5G、Wi-Fi 6)中的应用和优势分析。对于每种编码方案,都将配以具体的数学模型和实际应用案例进行解析。 第三章:数字调制技术与多址接入 调制是将数字基带信号转换为适合在物理信道上传输的带通信号的关键步骤。本章将深入探讨各种主流的数字调制技术及其性能权衡。 我们将从基础的振幅键控(ASK)、频率键控(FSK)和相位键控(PSK)入手,逐步过渡到更高效的幅度与相位联合调制技术——正交幅度调制(QAM)。重点分析星座图的设计、码元速率与信息速率的关系、功率谱密度以及接收端的最佳匹配滤波器的设计。 此外,多址接入是允许多个用户共享有限频谱资源的核心技术。本章将详细比较频分多址(FDMA)、时分多址(TDMA)、码分多址(CDMA)的原理、优缺点及其在不同代际移动通信系统中的应用。特别地,针对OFDM技术在多载波传输中的独特优势和对信道均衡的需求,我们将进行深入的探讨。 第四章:无线信道传播理论与建模 无线信道是影响通信系统性能的最主要因素。本章致力于揭示电磁波在复杂环境中(如城市、室内、水下)的传播规律,并提供精确的数学模型进行描述和预测。 内容将涵盖电磁波传播的基本理论,包括自由空间传播、反射、折射、衍射和散射现象。我们将详细分析路径损耗模型(如自由空间路径损耗、Okumura-Hata模型)的建立依据与适用范围。在衰落信道方面,本章将重点讲解快衰落(如瑞利衰落、莱斯衰落)的统计特性,分析多径效应导致的符号间干扰(ISI)问题,并介绍如信道均衡技术(迫分滤波器、最大似然序列估计MLSE)在消除ISI中的作用。 第五章:接收机设计与性能优化 接收机是通信系统的“眼睛”,其设计直接决定了系统的最终抗噪性能和接收质量。本章聚焦于最优接收机的设计原则和具体实现。 我们将从噪声理论出发,推导并分析相干解调和非相干解调的性能极限。重点讲解同步技术,包括载波频率和相位同步(如科斯塔斯环)以及位定时同步的原理和实现。接收机中的关键模块,如匹配滤波器和最佳线性接收器(如MMSE均衡器),将被详细剖析。最后,本章还将介绍在复杂多径信道下,现代接收机如何通过接收分集技术(如最大比合并MRC)来有效对抗深衰落,提升系统鲁棒性。 第六章:现代通信系统案例分析 为将理论知识与工程实践相结合,本章将选取两个最具代表性的现代通信标准进行深度剖析。 第一个案例是蜂窝移动通信系统(以4G/LTE为例),分析其采用的空分多址(SDMA)、OFDMA技术架构,以及如何实现高效的资源调度和切换管理。第二个案例是高速局域网标准(如Wi-Fi 6/802.11ax),重点研究其引入的正交频分多址(OFDMA)如何提高多用户场景下的效率,以及波束赋形(Beamforming)技术在提升链路质量中的作用。通过对这些前沿标准的解析,读者能够理解理论模型如何转化为具有商业价值的实际工程解决方案。

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用户评价

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这本书的语言风格非常严谨,同时又带着一种不容置疑的专业气质,读起来让人感到非常信服。它没有过多使用花哨的修辞或者网络流行语来刻意拉近距离,而是专注于事实的准确性和逻辑的严密性。对于我这种对细节有强迫症的读者来说,这是极大的优点。例如,在讲解DRAM的刷新机制时,它没有含糊其辞地说“需要周期性维护”,而是精确地给出了RAS/CAS时序图,并解释了为什么特定的时序比其他时序更优。这种对“为什么”的深度挖掘,让我对看似简单的操作背后隐藏的工程学智慧肃然起敬。另外,书中对各种标准和接口的引用都非常规范,如果你需要查阅某个特定引脚的功能或者电压要求,这本书提供的信息是即时且可靠的,它更像是一本工具书和教材的完美结合体。我甚至发现,许多我过去在论坛上争论不休的技术细节,在这本书里都有非常清晰和权威的解答。它提供的不是“可能的答案”,而是“被验证的答案”。

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坦白说,我原本对这种偏“硬核”的技术书籍抱有很大的抵触情绪,通常这类书读起来就像是在啃一块又硬又涩的石头,充满了枯燥的规范和晦涩的定义。然而,《计算机硬件技术基础》给我的体验完全出乎意料。它的叙事风格非常像是一场精心策划的博物馆之旅,每深入一个章节,就像打开了一个新的展厅。比如,当它谈到总线结构时,作者并没有直接抛出PCIe或SATA的规格,而是先讲述了早期总线架构的局限性,通过对比和演进的方式,让你自然而然地接受了现代高速总线的必要性。这种带着历史和逻辑推导的讲解方式,极大地降低了学习的门槛。我尤其欣赏它对“性能瓶颈”的分析部分,它没有停留在表面的“内存不够快”,而是深入到缓存命中率、流水线深度这些核心概念,用非常平实的语言阐释了这些抽象概念是如何影响用户体验的。这本书的深度是足够的,但它的“拐杖”也给得非常到位,让你不至于在中途迷失方向。对于希望从“会用”升级到“精通”的用户来说,这本书提供的知识深度是恰到好处的,它为你搭建了一个可以持续向上攀爬的知识阶梯,而不是一个冰冷的知识堆砌库。

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收到这本书时,我原本以为这又是一本徒有其表的“入门读物”,但很快我就发现自己错了。它真正的价值在于它的“可追溯性”和“前瞻性”的平衡得非常好。前半部分对于基础概念的梳理扎实到无可挑剔,确保了读者不会带着错误的理解进入后续章节。但更绝妙的是,它在基础之上,巧妙地引入了现代计算架构中那些关键的、影响深远的概念,比如多核异构计算的挑战,以及固件对安全启动流程的介入。这些内容不是泛泛而谈,而是结合了最新的处理器架构趋势进行讨论。我尤其喜欢它关于虚拟化技术中硬件辅助(如Intel VT-x或AMD-V)的介绍,它清晰地展示了硬件如何通过微码级的支持来加速软件层的抽象工作。这本书没有止步于“现在是什么”,而是不断引导你去思考“未来会怎么发展”,这对于需要走在技术前沿的专业人士来说,是不可多得的宝贵视角。它不仅教授了你如何修理旧设备,更重要的是,它让你有能力去理解和迎接下一代设备的到来。

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我不得不说,这本书在结构组织上简直是教科书级别的典范,它展示了编辑和作者之间高度的默契。我手里有很多关于计算机的参考资料,但大多都是零散的,要么只讲CPU,要么只讲网络接口卡。而这本《计算机硬件技术基础》的厉害之处在于,它完美地构建了一个从底层到高层的逻辑层级。你可以清晰地看到电源如何为芯片组供电,主板上的固件(BIOS/UEFI)是如何初始化这些硬件,以及操作系统如何通过驱动程序与之通信的整个生命周期。这种全景式的视角,极大地满足了我对系统整体运作的好奇心。让我印象深刻的是,它专门辟了一个小节讨论了功耗与散热的工程平衡,这一点在很多同类书籍中常被一带而过。书中不仅有理论计算,还引用了实际工作站的设计案例,这让原本抽象的物理学概念立刻鲜活了起来。对我这种需要跨领域学习的设计师来说,理解硬件的物理限制是至关重要的,这本书给了我一个非常扎实且结构化的框架去容纳这些知识点,避免了知识的碎片化。

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这本厚厚的《计算机硬件技术基础》简直是我的救星!我一直对电脑内部的构造感到云里雾里,每次想自己动手升级内存或者排查故障,看到那些密密麻麻的芯片、插槽和排线,脑袋里就一片空白。这本书的优点在于它没有一开始就抛出一大堆深奥的术语。作者似乎非常懂得我们这些“小白”的心情,开篇就用非常生动形象的比喻,把CPU比作“大脑”,把内存比作“工作台”,让我瞬间就建立起了一个清晰的整体概念。它不是那种干巴巴的教科书,更像是邻居家那位电脑高手耐心地手把手教学。特别是它对主板的讲解,不仅仅是罗列接口,而是详细解释了不同层面的信号是如何传输、电源是如何分配的,那些复杂的供电电路居然能被我理解七七八八。读完关于存储设备的那几章,我终于明白了固态硬盘和机械硬盘之间速度差异的底层逻辑,不再只是凭感觉购买了。这本书的图解设计得非常巧妙,那些剖面图和流程图,简直就是为我们这种视觉学习者量身定做的。我感觉自己正在从一个只会使用电脑的人,慢慢蜕变成一个能“听懂”电脑说话的人。这本书的价值,不在于它提供了多么前沿的技术参数,而在于它打下了最坚实、最易懂的基础,让我对这个数字世界的基石有了真正的敬畏和理解。

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