微電腦結構分析初步 (平裝) pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:中國建築工業齣版社

作者:萊夫特(Lefter)

出品人:

頁數:392 页

译者:淩崇光

出版時間:1992年09月

價格:13.05

裝幀:平裝

isbn號碼:9787112014453

叢書系列:

圖書標籤:

• 微型計算機
• 計算機體係結構
• 微處理器
• 匯編語言
• 計算機硬件
• 數字邏輯
• 計算機基礎
• 電子工程
• 教材
• 入門

《微電腦結構分析初步》：深入解析當代計算基石，點亮數字世界底層邏輯 在這個信息爆炸、技術飛速迭代的時代，我們每時每刻都與微電腦的強大能力打交道。從智能手機的便捷通訊，到個人電腦的強大處理能力，再到嵌入式係統中默默奉獻的“大腦”，微電腦無處不在，深刻地改變著我們的生活方式和社會運轉。然而，在這看似尋常的便捷背後，隱藏著一套精妙絕倫的內部運作機製。理解微電腦的“骨骼”與“脈絡”，洞悉其“思維”方式，不僅是計算機科學專業學生的必修課，更是任何渴望深入理解數字世界底層邏輯的探索者不可或缺的知識。 《微電腦結構分析初步》正是這樣一本旨在為您揭開微電腦神秘麵紗的入門之作。它並非羅列枯燥的技術參數，也不是空泛的概念堆砌，而是以嚴謹的邏輯、清晰的脈絡，引導讀者一步步走進微電腦的核心，理解其精巧的設計理念和運作原理。本書將從最基礎的構建單元齣發，層層深入，直至勾勒齣完整的微電腦係統藍圖，讓您在掌握紮實理論知識的同時，也能領略到計算機工程的魅力所在。 宏觀視角：構建微電腦世界的基石 在本書的開篇，我們將為您勾勒齣一幅宏觀的微電腦係統圖景。您將瞭解到，一颱微電腦並非簡單的“一個整體”，而是由一係列相互協作、功能各異的部件有機組閤而成。我們將重點闡述中央處理器（CPU）作為微電腦的“大腦”，是如何進行指令的讀取、解碼、執行，以及如何與內存、輸入輸齣設備進行高效交互的。您將初步認識到，CPU內部的邏輯門電路、寄存器、運算邏輯單元（ALU）等關鍵組成部分，它們是如何協同工作，完成億萬次的計算任務的。 此外，內存的重要性也將得到充分的強調。內存不僅是CPU的“工作颱”，更是程序運行和數據存儲的場所。本書將詳細介紹不同類型的內存（如RAM和ROM），以及它們在微電腦中的角色和工作原理。您將理解，數據是如何在CPU與內存之間來迴傳遞的，以及內存的容量和速度對整個係統性能的影響。 指令集架構：微電腦的“語言”與“規則” 每一颱微電腦，無論其外觀如何差異，其內部都遵循著一套特定的“語言”和“規則”，這便是指令集架構（ISA）。ISA定義瞭CPU能夠理解和執行的指令集閤，也規定瞭數據在CPU和內存之間的傳輸方式。本書將為您深入剖析兩種主流的指令集架構：精簡指令集計算機（RISC）和復雜指令集計算機（CISC）。您將瞭解到它們的設計哲學、優缺點，以及在不同應用場景下的適用性。 通過對指令格式、尋址方式、指令流水綫等概念的講解，您將能夠理解CPU是如何解析並執行一條條指令的。這部分內容將是理解微電腦工作原理的關鍵，它將幫助您從微觀層麵洞察CPU如何將抽象的程序代碼轉化為實際的物理動作。 存儲器層次結構：效率與成本的智慧平衡 在微電腦的世界裏，存儲器並非隻有一個速度和容量的尺度。為瞭在性能和成本之間取得最佳平衡，微電腦采用瞭精妙的存儲器層次結構。本書將帶領您探索從高速、小容量的寄存器，到中速、中容量的緩存（Cache），再到低速、大容量的主內存（RAM），直至最慢、最大容量的外部存儲設備（如硬盤、固態硬盤）。 您將深入瞭解緩存的工作原理，例如緩存的命中率、寫策略等，這些都是影響CPU訪問數據速度的關鍵因素。通過理解存儲器層次結構，您將能更深刻地體會到計算機係統設計的智慧，以及它是如何通過巧妙的組織方式來提升整體運行效率的。 輸入輸齣（I/O）係統：連接數字世界與物理現實的橋梁 一颱微電腦的強大之處，不僅在於其內部的計算能力，更在於它如何與外部世界進行信息交換。輸入輸齣（I/O）係統便是連接數字世界與物理現實的橋梁。本書將詳細介紹各種常見的I/O設備，如鍵盤、鼠標、顯示器、打印機、網卡等，以及它們與微電腦的連接方式和工作原理。 您將瞭解到，CPU是如何通過I/O控製器與外部設備進行通信的，包括中斷機製、直接內存訪問（DMA）等技術。這些技術使得CPU能夠擺脫繁瑣的I/O操作，專注於核心計算任務，從而大幅提升瞭係統的並發處理能力。 中斷與異常：應對意外與異常情況的機製 在微電腦的運行過程中，各種預期的或非預期的事件都可能發生，例如用戶按下鍵盤按鍵、網絡接收到數據包，或者程序執行齣錯。中斷和異常正是微電腦處理這些事件的機製。本書將為您深入解析中斷的産生、中斷嚮量錶的作用、中斷服務程序的執行流程等。 您將理解，中斷機製是如何實現對外部事件的及時響應，以及異常處理機製是如何保證程序的健壯性和係統的穩定性。這部分內容將幫助您理解微電腦在處理復雜任務時的魯棒性。 總綫與接口：信息流動的通道與樞紐 微電腦內部的各個組件之間需要通過總綫進行信息傳遞，總綫就像是微電腦內部的“高速公路”。本書將介紹不同類型的總綫，如數據總綫、地址總綫和控製總綫，以及它們各自的功能。您還將瞭解到，各種接口標準，如USB、PCIe等，是如何規範瞭外部設備與微電腦之間的連接，並實現瞭高速、便捷的數據傳輸。 通過對總綫和接口的深入理解，您將能夠更清晰地勾勒齣微電腦內部信息流動的路徑，以及它是如何實現不同模塊間的協同工作的。 匯編語言與機器碼：理解最底層的指令 盡管我們日常使用的是高級編程語言，但微電腦最終執行的是機器碼，即由一係列二進製指令組成的序列。本書將引導您初步接觸匯編語言，這是一種更接近機器碼的低級編程語言。通過學習簡單的匯編指令，您將能更直觀地理解CPU是如何一步步執行程序的。 雖然本書的重點在於結構分析，但對匯編語言的初步瞭解，將極大地加深您對微電腦底層運作的理解，讓您不再僅僅停留在抽象的程序層麵，而是能夠觸及到最根本的計算執行過程。 實操與案例分析：理論與實踐的結閤 為瞭幫助讀者更好地消化理論知識，本書還將穿插一些簡明的實操指導和案例分析。這些內容可能涉及如何通過簡單的工具觀察CPU的工作狀態，如何通過模擬器來理解指令的執行過程，或者分析一些常見的係統性能瓶頸的成因。通過這些實踐性的環節，您將能夠將書本上的理論知識與實際應用場景相結閤，從而獲得更深刻的理解和更強的動手能力。 結語 《微電腦結構分析初步》是一次引人入勝的探索之旅，它將帶您從宏觀到微觀，從整體到局部，係統地理解一颱微電腦是如何構建、如何運作的。本書緻力於為您打下堅實的理論基礎，激發您對計算機科學更深層次的興趣。無論您是初學者，還是希望鞏固基礎知識的進階者，本書都將是您在數字世界中探索未知、洞悉本質的得力助手。掌握瞭微電腦的底層邏輯，您將能更從容地駕馭日益復雜的數字技術，更深入地理解這個由代碼和數據構建的精彩世界。

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這本書的實操性絕對值得稱贊，這完全不像一本純粹的理論書籍。作者巧妙地將理論分析與具體的實驗設計思路結閤在瞭一起。例如，在講解指令流水綫時，書中給齣的不僅僅是理論模型，還有如何通過軟件模擬來觀察冒險（Hazard）産生的具體條件和消除策略的思路。這對我來說，將書本上的知識落地到實際項目設計中提供瞭清晰的路綫圖。我特彆喜歡它對不同RISC和CISC架構的對比分析，它不是簡單地介紹各自的特點，而是深入到指令編碼的效率、功耗和編譯器的優化難度等多個維度進行交叉對比，這種多維度的審視視角，極大地拓寬瞭我的設計思路。雖然書中沒有直接提供完整的代碼示例，但它提供的“分析框架”和“設計原則”比代碼本身更有價值，因為它教會你如何思考問題，而不是直接給齣答案。對於那些想設計自己的嵌入式係統或者嘗試硬件描述語言（HDL）實現的工程師來說，這本書提供瞭一個極佳的理論基石。

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讀完這本書，我最大的感受是作者的學術嚴謹性達到瞭相當高的水準。這本書顯然是為那些已經有一定微機原理基礎，希望深入理解現代處理器設計哲學的人準備的。它的論述風格非常內斂、精準，幾乎沒有多餘的煽情或口水話，每一個句子似乎都承載著重要的信息量。我特彆欣賞它對存儲器層次結構（Cache、主存、虛擬內存）的剖析，不僅詳細描述瞭工作機製，還引入瞭性能分析的數學模型，這對於想要進行係統優化或者深入理解操作係統如何與硬件交互的讀者來說，價值極高。書中對總綫仲裁和數據傳輸協議的講解，也遠超一般教材的廣度，幾乎涵蓋瞭從並行到串行的各種主流實現方式的優缺點對比。唯一的“缺點”，也許就是對於零基礎的讀者來說，門檻設置得過高瞭，很多概念需要讀者自己去查找背景知識纔能完全消化。它不是一本“讀起來輕鬆”的書，而是一本需要“坐下來啃”的教科書，但一旦啃下來，收獲絕對是實打實的硬核知識。

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說實話，這本書的裝幀和排版給我的閱讀體驗增色不少。平裝版本的紙張質量很好，長時間閱讀下來眼睛不太容易疲勞，這一點對於這種需要長時間專注於復雜圖錶的書籍來說非常重要。頁邊距的處理也很閤理，方便讀者在閱讀時進行批注和畫圖輔助理解。內容上，我感覺作者非常注重知識的連貫性和邏輯的嚴密性，從邏輯門到微指令的實現，再到中斷處理流程，整個脈絡清晰得像一條拉直的繩子，沒有絲毫的拖泥帶水。我印象特彆深刻的是關於中斷響應機製的章節，作者用極其精煉的語言闡述瞭上下文切換的開銷和優化方法，這在很多其他資料中常常被一帶而過。這本書的深度在於它能捕捉到那些隱藏在宏大架構敘事之下的微小但關鍵的工程細節，比如緩存一緻性協議的幾種常見變種及其在多核環境下的影響，這些內容是真正體現作者功力的部分。

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這本《微電腦結構分析初步》著實讓我這個剛踏入計算機科學大門的菜鳥感到既興奮又有些迷茫。書的內容編排得很係統，從最基礎的二進製和邏輯門講起，層層遞進，讓我能比較平穩地過渡到復雜的CPU內部結構。我尤其喜歡作者在講解寄存器和ALU（算術邏輯單元）工作原理時那種深入淺齣的方式，仿佛我正拿著一塊放大鏡，一窺那些晶體管是如何協同工作的。書中穿插的那些經典案例和圖示，簡直是救命稻草，讓抽象的理論變得具體可感。比如，當講到指令集架構（ISA）時，它不僅僅是羅列一堆指令代碼，而是結閤瞭不同曆史時期處理器的演變，讓我理解瞭為什麼今天的處理器會采用這樣的設計哲學。當然，對於像我這樣沒有紮實硬件基礎的人來說，初次接觸時還是需要極大的耐心，有些涉及到時序圖和流水綫的部分，我得反復閱讀好幾遍纔能勉強跟上作者的思路。總的來說，它為我構建瞭一個堅實的底層認知框架，雖然深度上可能還有待挖掘，但作為“初步”入門，它無疑是稱職且富有啓發性的。

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這本書的視野比我預期的要開闊得多。它並非局限於介紹某一代特定的處理器，而是緻力於構建一個通用的“結構分析思維模型”。它成功地將數字電路、係統結構和性能評估這三個看似不相關的領域無縫銜接起來。例如，它在討論乘法器的實現時，不僅僅停留在電路層麵，而是立刻跳轉到在給定指令周期內如何通過算法優化來提升整體運算速度，這種跨領域的聯想能力是這本書給我的最大啓發。作者在行文中偶爾會引用一些工業界的實際限製和權衡，比如功耗牆和散熱問題是如何反嚮影響結構設計選擇的，這讓這本書的內容更具現實意義，而非空中樓閣般的理論推演。對於我個人而言，它讓我開始用“係統集成”的眼光去看待每一個組件，理解任何一個看似獨立的模塊，其實都是為瞭服務於整個係統的性能目標而存在的。這本書是理解現代計算設備復雜性的優秀鑰匙。

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