具体描述
全书共分11章，深入浅出地介绍了微型计算机及各种常用外部设备的结构组成和使用方法。主要内容包括：微机系统的结构组成及微机系统组装的基础知识；微机的主机结构；系统常用外部存储设备，打印机等系统常用输入／输出设备，多媒体设备，网卡、调制解调器等计算机网络设备的结构组成与安装、使用方法。
本书结构合理、概念清楚、通俗易懂，最大特点是突出技术的实用性，可操作性强，内容广泛，取材新颖，反映了当前微机技术的最新进展。
本书既可作为高职大专、中专及中职学校的教材和参考用书，也可作为广大微机用户及计算机爱好者使用、组装和维护微机及其外部设备的实用操作指南。
好的，这是一本关于微机结构组成与外部设备的书籍的简介，内容详实，专注于相关领域： --- 《数字系统与嵌入式设计实践》 书籍简介 本书聚焦于当代数字系统架构、嵌入式系统设计的前沿技术与底层原理，为读者构建一个从基础逻辑门到复杂处理器系统的完整认知框架。本书旨在深入剖析现代计算设备的核心机制，特别是那些驱动物联网、智能控制以及高性能计算的基础构件。 本书的叙事逻辑遵循“由简入繁，由理论到实践”的原则，首先奠定了坚实的数字逻辑基础，随后逐步深入到微处理器的工作原理，最终探讨当前主流嵌入式系统的软硬件协同设计。 第一部分：数字逻辑与数据表示基础 本部分是理解所有现代计算系统的基石。我们从最基础的布尔代数和逻辑门开始，详细阐述了组合逻辑电路（如译码器、多路选择器、加法器）和时序逻辑电路（如触发器、寄存器、移位寄存器）的设计与分析方法。重点在于如何利用这些基本单元构建更复杂的算术逻辑单元（ALU）。 数据表示方面，本书超越了简单的定点数，深入探讨了IEEE 754浮点数标准（单精度和双精度），并详细介绍了数据在计算机内部的存储、编码与校验方法（如奇偶校验、CRC校验）。此外，我们还对非结构化数据（如图像和音频）的基本采样与量化原理进行了简要介绍，为后续的信号处理打下基础。 第二部分：中央处理单元（CPU）的深度解析 本部分是全书的核心，目标是揭示指令如何被执行的奥秘。我们不再局限于传统的冯·诺依曼结构教科书式的描述，而是深入探讨高性能CPU的设计考量。 指令集架构（ISA）分析： 我们将对比分析精简指令集计算机（RISC）和复杂指令集计算机（CISC）的设计哲学。通过对一个典型RISC指令集的详细讲解（例如，MIPS或ARM的简化子集），读者将掌握指令的格式、寻址方式以及汇编语言的编写规范。重点解析访存指令、算术逻辑指令和控制流指令的精确操作流程。 CPU的微架构： 深入讲解CPU内部的流水线技术是本章的亮点。我们将剖析五级流水线（取指、译码、执行、访存、写回）的结构，并重点讨论流水线冲突的类型（结构冲突、数据冲突、控制冲突）以及如何通过硬件技术（如数据前递/旁路、分支预测单元）来解决这些冲突，以提高指令级并行性（ILP）。 存储系统层次结构： 现代CPU性能的瓶颈往往在于内存访问延迟。因此，本书对Cache存储器进行了细致的分析。内容包括Cache的工作原理、映射方式（直接映射、全相联、组相联）、替换策略（LRU、随机）以及写策略（写回、直写）。我们还将讨论虚拟内存的概念，页表机制如何实现地址转换，以及TLB（转换后援缓冲器）在加速地址翻译中的关键作用。 第三部分：系统级互连与总线协议 处理器需要高效地与其他组件通信。本部分专注于系统内部的数据传输机制。我们详细描述了系统总线的结构（地址总线、数据总线、控制总线），以及它们在不同操作周期中的时序关系。 总线仲裁与同步： 讨论了在多主设备系统中如何通过集中式和分布式仲裁机制来保证总线访问的有序性。同步机制，包括定点同步和异步握手协议，被详尽阐述。 接口标准解析： 本部分会选取当前工业界广泛使用的I/O接口标准进行案例分析，例如PCI Express（PCIe）的差分信号传输原理、事务层协议的封装与解封，以及SATA/NVMe等高速存储接口的设计思想，帮助读者理解现代高速数据交换的物理层和链路层。 第四部分：现代嵌入式系统设计与实时性考量 本部分将理论知识应用于实际的嵌入式应用场景。嵌入式系统强调资源受限环境下的可靠运行和实时响应。 微控制器（MCU）与片上系统（SoC）： 区分了通用CPU与面向特定任务的MCU/SoC的架构差异。重点分析了集成内存、定时器、ADC/DAC以及各种通信外设的典型MCU核心模块（如ARM Cortex-M系列）。 中断与实时操作系统（RTOS）： 深入探讨了中断机制的硬件实现和软件处理流程，这是实现低延迟响应的关键。随后，我们引入实时操作系统的核心概念，包括任务调度算法（如固定优先级、轮转、截止期限优先EDF）、上下文切换的开销分析，以及信号量、互斥锁在并发控制中的应用。 外设交互与驱动开发基础： 讲解了如何通过编程直接访问内存映射的I/O寄存器来实现对定时器、串口（UART）、SPI、I2C等标准通信接口的配置和数据收发。这部分内容侧重于驱动编写者的视角，如何高效地利用DMA（直接内存访问）来减轻CPU的负担，实现高效的数据吞吐。 第五部分：可靠性、功耗与固件安全 在实际部署中，系统的鲁棒性与能效至关重要。 功耗管理： 分析了动态功耗和静态功耗的来源，探讨了电压频率调节（DVFS）在移动和嵌入式设备中延长电池寿命的应用策略。 系统调试与诊断： 介绍了JTAG/SWD接口在硬件级调试中的作用，以及边界扫描技术在系统级测试中的应用。 固件安全基础： 鉴于物联网的安全威胁日益增加，本书简要介绍了固件校验（哈希验证）、安全启动流程（Secure Boot）的基本原理，以及硬件信任根（RoT）在保证系统启动完整性方面的重要性。 总结 《数字系统与嵌入式设计实践》旨在提供一个全面、深入且注重实践的视角，帮助工程师和高级学生跨越理论与硬件实现的鸿沟，掌握构建高性能、高可靠性数字系统的核心技术。本书的知识体系适用于对底层计算原理有强烈求知欲的读者，为他们进入ASIC设计、SoC验证、高级嵌入式软件开发等领域打下坚实基础。
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