微型计算机原理及其应用技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:西北工业大学出版社

作者:史新福 编

出品人:

页数:481

译者:

出版时间:2003-1

价格:35.00元

装帧:平装

isbn号码:9787561215890

丛书系列:

图书标签:

• 微型计算机
• 计算机原理
• 应用技术
• 微机原理
• 计算机基础
• 电子技术
• 数字电路
• 嵌入式系统
• 硬件
• 软件

现代电子技术基础与集成电路设计 本书聚焦于电子信息时代的基石——现代电子技术的基础理论、核心器件原理及其在现代集成电路设计中的应用。 第一部分：电子技术基础与半导体器件物理 第一章：电学基础与电路分析的深化 本章从电磁场理论的基础出发，系统回顾并深化了电路理论中的节点电压法、网孔电流法等经典分析工具在处理复杂电路网络时的应用。重点探讨了交流稳态分析中的相量法、频率响应的概念，并引入了瞬态响应分析中的拉普拉斯变换方法，为理解动态电路行为奠定数学基础。此外，深入剖析了非线性元件（如二极管、晶体管）的等效电路建模，这是后续分析的基础。 第二章：半导体物理与PN结理论 本章详细阐述了半导体材料的物理特性，包括本征激发、载流子浓度、费米能级等概念。基于能带理论，解释了P型和N型半导体的掺杂机制及其导电特性。核心内容在于PN结的形成、势垒区、以及在不同偏压下的伏安特性曲线的物理机制。深入讨论了雪崩击穿和齐纳击穿的微观过程，为器件可靠性分析提供理论支撑。 第三章：晶体管核心——BJT与MOSFET的工作原理 本章是器件篇的重点。首先，对双极性结型晶体管（BJT）的结构、工作区（截止、放大、饱和）进行了详尽的分析，阐述了Ebers-Moll模型在小信号分析中的应用。随后，重点转向金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET），这是现代集成电路的绝对核心。详细解析了MOS结构（C-V特性）、阈值电压的确定、以及增强型和型耗尽型MOS管的I-V特性曲线。特别关注了短沟道效应、亚阈值导电等现代MOS器件面临的物理挑战。 第四章：反馈、振荡与功率放大技术 本章讨论了负反馈在放大电路中的重要性，分析了反馈对增益、带宽、输入输出阻抗的影响，并引入了波特图进行频率稳定性分析。紧接着，深入探讨了振荡电路的原理，包括正弦振荡器（如文氏桥、相移振荡器）和非正弦振荡器（如多谐振荡器）的设计与分析。最后，对功率放大器的效率、线性度（交叉失真、削波失真）进行了深入研究，并对比了A类、B类、AB类及D类放大器的特性。 第二部分：模拟集成电路设计与分析 第五章：运算放大器（Op-Amp）的理想与非理想特性 本章以理想运放模型为基础，快速掌握其在加法、积分、微分等基本运算中的应用。随后，全面转向非理想运放的分析，包括输入失调电压、共模抑制比（CMRR）、开环增益滚降、压摆率（Slew Rate）等关键参数的物理来源及其对电路性能的影响。 第六章：运放的频率补偿与稳定性 为保证负反馈放大器在全频带内的稳定性，频率补偿至关重要。本章详细介绍了几种主要的频率补偿技术，如密勒补偿和开环补偿，解释了相位裕度和增益裕度的概念，并使用波特图直观展示补偿前后电路稳定性的变化。讨论了高频条件下由寄生电容引起的非理想行为。 第七章：经典模拟子电路模块 本章专注于构成复杂模拟IC的基础模块： 1. 有源负载与电流镜： 深入分析了二极管连接、简单电流镜、加权电流镜（如镜像输入级）的设计原理、失配容忍度以及如何实现精确的电流复制。 2. 输入级设计： 重点研究了差分放大器的结构（包括共源共基、折叠式共源共基），分析了其抑制共模信号的能力，并讨论了如何优化输入级以获得低失调电压和高共模抑制比。 3. 输出级： 研究了推挽输出级的偏置技术，旨在提供足够的驱动能力同时保持较低的静态功耗。 第八章：数据转换器原理（ADC与DAC） 数据转换是模拟与数字世界交互的桥梁。本章系统介绍了数模转换器（DAC）的原理，对比了二进制加权型和R-2R梯形网络结构的优缺点。在模数转换器（ADC）部分，详细分析了串行逼近型（SAR）、双积分型以及流水线型ADC的结构、转换速度和量化误差，并解释了有效位数（ENOB）的概念。 第三部分：数字电子学与逻辑电路 第九章：数字系统基础与布尔代数 本章回归离散信号世界，系统阐述了数字逻辑的数学基础——布尔代数。详细介绍了逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）的工作原理、真值表和符号。重点讲解了逻辑函数的化简方法，包括卡诺图（K-map）和Quine-McCluskey方法，这是设计高效组合逻辑电路的前提。 第十章：组合逻辑电路设计与应用 本章涵盖了实现复杂功能的组合逻辑电路：编码器、译码器、多路选择器（MUX）和数据分配器（DEMUX）的结构和应用。深入分析了加法器（半加器、全加器）和算术逻辑单元（ALU）的设计，为构建中央处理器的算术功能奠定基础。 第十一章：时序逻辑电路与存储元件 时序逻辑是数字系统的“记忆”所在。本章从最基本的锁存器（Latch）讲起，过渡到具有时钟控制的触发器（Flip-Flop，如D, JK, T触发器）。详细分析了主从结构的工作机制、时序约束（建立时间$T_{su}$和保持时间$T_h$）。随后，讲解了由触发器构成的寄存器、移位寄存器（用于延迟和数据处理）以及异步和同步计数器的设计与模数扩展。 第十二章：可编程逻辑器件（PLD）概述 本章简要介绍了可编程逻辑阵列（PLA）、可编程阵列逻辑（PAL）以及更复杂的现场可编程门阵列（FPGA）的基本结构。解释了这些器件如何通过熔丝或反熔丝技术实现用户自定义逻辑功能，以及它们在快速原型开发和系统定制中的优势。 全书特色： 本书强调理论与实践的结合，深度剖析了从基础半导体物理到复杂系统模块的演进路径，力求为读者建立一个全面、深入的现代电子系统设计思维框架。 --- （此书内容侧重于半导体物理、模拟/射频电路设计（运放、数据转换器）和传统数字逻辑设计，与微型计算机的指令集、存储器组织、总线结构、微处理器体系结构等内容存在显著差异。）

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这本书的封面设计着实吸引人，色彩搭配得非常和谐，那几个小图标也设计得很有匠心，让人一眼就能感受到这是一本技术类书籍。我最初是冲着这个封面买的，心想既然封面设计得如此专业，内容想必也不会差到哪里去。翻开扉页，字体排版工整，布局清晰，给人一种严谨的感觉。不过，当我真正开始阅读后，才发现这本书的侧重点似乎有些出乎我的意料。它在软件工程和高级算法的应用方面花了大量的篇幅，尤其是在讨论面向对象设计模式时，引用了许多我并不熟悉的框架和库的例子。这对于我这种更偏向于硬件底层结构和系统级编程的读者来说，确实有些“水土不服”。我本期望能看到更多关于CPU流水线、内存管理单元（MMU）的底层机制的深入剖析，或者至少是关于嵌入式系统开发中常见的实时操作系统（RTOS）选型与调优的经验分享。然而，书中的大部分内容都在围绕着如何构建一个健壮的、可扩展的软件架构展开，虽然这些知识对于现代软件开发至关重要，但与我理解中的“原理”二字，尤其是与硬件紧密相关的原理，还是有一定距离的。整体来说，这是一本优秀的软件架构设计指南，但如果期待从中找到硬核的计算机硬件实现细节，可能会感到一丝失望。

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这本书的排版和印刷质量确实无可挑剔，纸张的厚度和光洁度都达到了高品质出版物的标准，长时间阅读下来眼睛的疲劳感也减轻了不少。在涉及图形学和并行计算的部分，作者引入了几种不同的并行处理模型，并对比了它们在特定计算任务上的性能差异。我个人对这些对比分析比较感兴趣，作者试图用一种清晰的对比表格来展示不同架构的优劣，这一点做得非常到位，逻辑脉络清晰，让人一目了然。然而，这种对比往往停留在理论层面，缺乏实际的基准测试数据来佐证。例如，当比较SIMD（单指令多数据流）与SIMT（单指令多线程）的效率时，书中给出的性能增益百分比似乎有些理想化，没有充分考虑到内存访问延迟、缓存未命中率等实际运行中的主要瓶颈因素。我总感觉作者在撰写这些部分时，更多是基于教科书上的理想模型，而非经过严格验证的实验结果。因此，在采纳书中的性能建议时，我需要持保留态度，并深知实际部署中可能会遇到远超书本描述的复杂性。

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这本书的结构安排充满了作者独特的个人趣味，它不是按照传统的“从底层到高层”或“从理论到实践”的线性模式来组织的，而是像一个主题展览，不同章节之间跳转性很强。某一章可能还在深入探讨操作系统内核的上下文切换机制，下一章却突然转向了网络应用层的安全漏洞分析，中间缺少足够的过渡和逻辑衔接。这种“跳跃式”的编排方式，对于已经具备广阔知识面的专家来说，或许能提供一些灵感，因为它能促使思维在不同领域间进行快速联想。但对于需要系统化学习知识体系的读者，比如我，这种结构带来的困扰是巨大的。我发现很难建立起一个稳固的知识框架，因为前一个概念的铺垫往往要等到好几章之后才能被完全解释清楚。举个例子，书中关于中断向量表的描述放在了整本书的最后，而在此之前的所有关于实时响应的讨论，都无法得到一个完整的硬件支撑解释。这本书更像是作者多年学习笔记的汇编，而非为教学目的精心设计的教材。

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这本书的语言风格非常学术化，几乎每一句话都充满了严谨的定义和精确的术语，这使得它在作为参考手册时具有极高的权威性。作者在阐述概念时，总是先从数学模型和逻辑推导入手，这一点对于需要进行理论验证的研究人员来说无疑是福音。我记得在讲解网络协议栈的层次划分时，作者用了整整三页的篇幅来证明某个特定协议在特定条件下的最优性，这种深度是很多入门级教材望尘莫及的。但是，这种极致的学术性也带来了另一个问题：对于初学者或者希望快速上手实践的工程师而言，阅读起来的门槛未免太高了。书中鲜有直观的图表来辅助理解复杂的逻辑流程，大多依靠密集的文字和公式。例如，在描述完一个复杂的硬件逻辑电路后，作者只是简单地指出“其功能等价于……”而没有提供一个可视化的状态转换图。这使得我在试图将书中的理论知识与实际操作联系起来时，常常需要花费大量时间去“翻译”这些抽象的描述。这本书更像是一部理论教科书，而不是一本实用的应用手册，它更适合那些已经在该领域有一定基础，并希望深入挖掘理论根源的读者群体。

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我购买这本书的初衷是想了解现代存储技术的发展趋势，特别是固态硬盘（SSD）内部的磨损均衡算法和闪存颗粒的寿命管理机制。坦白说，在这方面，这本书的表现只能算是中规中矩。它确实提到了NAND闪存的基本工作原理，包括页（Page）和块（Block）的概念，以及垃圾回收（Garbage Collection）的必要性。但是，这些内容介绍得非常初级，基本上是互联网上随便一搜就能找到的科普知识的水平。书中给出的所有示例代码，都是基于一种非常老旧的、早已被主流厂商淘汰的接口标准进行模拟的。我尝试着去寻找关于TRIM命令的底层实现细节，或者更高级别的FTL（闪存转换层）架构设计，但这些关键的、体现“应用技术”深度的内容，在全书中几乎绝迹。更让人哭笑不得的是，书中花了很大篇幅去详细讲解了如何使用某种早已停产的并行端口（Parallel Port）进行数据传输的汇编级编程，这在今天的技术背景下，显得非常过时且脱离实际应用场景。总而言之，对于希望跟进前沿存储技术的读者，这本书的信息量可能已经严重滞后了。

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