高频电子线路 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:高等教育

作者:胡宴如

出品人:

页数:204

译者:

出版时间:1993-11

价格:17.60元

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isbn号码:9787040157536

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• 电子线路
• 高频电路
• 射频电路
• 模拟电路
• 电路分析
• 电子工程
• 通信工程
• 微波技术
• 滤波器设计
• 放大器设计

现代微处理器体系结构与性能优化 内容提要： 本书深入探讨了现代微处理器设计的核心原理、关键技术及其性能优化策略。内容涵盖了从基础的指令集架构（ISA）到复杂的乱序执行、多核并行、内存层级结构、功耗管理以及新兴的异构计算范式。本书旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解当前主流处理器如何实现惊人的计算速度和能效，并掌握分析和改进其性能的方法论。 --- 第一部分：微处理器基础与指令集架构（ISA） 本部分奠定理解现代处理器的理论基础，重点剖析指令集架构作为硬件与软件界面的核心作用。 第一章：处理器的演进与挑战 本章首先追溯了从早期冯·诺依曼结构到现代复杂片上系统的发展历程。讨论了摩尔定律放缓背景下，性能提升的主要驱动力如何从单纯的提高时钟频率转向架构创新（如流水线、并行性、缓存优化）。核心挑战聚焦于“能效墙”和“内存墙”对现有设计范式构成的制约。深入分析了通用计算与专用加速器（如GPU、FPGA）在未来计算领域中的定位与协作关系。 第二章：指令集架构（ISA）的原理与选择 详细解析了指令集架构（ISA）的内涵，区分了精简指令集（RISC）与复杂指令集（CISC）的设计哲学及其在现代处理器中的实际体现（例如x86-64和ARMv9）。 操作码设计与寻址模式： 深入探讨了如何设计高效的操作码空间，以最小化解码复杂性并最大化指令密度。分析了各种寻址模式（寄存器直接、立即数、基址加偏移等）对代码生成和硬件实现的权衡。 数据类型与内存模型： 阐述了处理器如何支持不同精度的数据类型（整数、浮点数、向量），以及内存一致性模型（如顺序一致性、释放一致性）对多线程编程的决定性影响。 扩展指令集： 重点介绍现代处理器为特定计算密集型任务引入的向量扩展（如SSE、AVX、NEON），分析了SIMD（单指令多数据）执行的原理及其对高性能计算的赋能作用。 第三章：指令译码与预取机制 本章聚焦于处理器前端设计，这是决定指令吞吐量的关键环节。 指令获取与分支预测： 详细介绍指令缓存（I-Cache）的工作原理。深入讲解了分支预测单元（BPU）的结构与算法，包括两级相关性预测器（如TAGE）、跳转目标缓冲器（BTB）和返回地址堆栈（RAS）。分析了预测错误对流水线的影响及惩罚机制。 指令解码与微操作（μOPs）： 阐述了复杂指令如何被分解为更小的、固定长度的微操作，以及解码器的设计如何影响并行度。分析了变长指令集（如x86）在解码阶段面临的挑战及其硬件解决方案。 --- 第二部分：处理器核心：执行引擎与数据流 本部分是本书的核心，详细剖析了乱序执行（Out-of-Order Execution, OOO）引擎的内部运作机制，这是现代高性能CPU的关键所在。 第四章：流水线与乱序执行原理 本章从顺序流水线模型出发，逐步引入乱序执行的概念，以突破数据依赖性限制。 动态调度与保留站（Reservation Stations）： 解释了指令如何进入保留站等待操作数就绪。深入分析了基于 Tomasulo 算法的动态调度机制，以及如何通过重命名寄存器来消除伪共享（Write-After-Write, WAW）和读后写（Read-After-Write, RAW）依赖。 物理寄存器文件与重命名： 探讨了如何使用大的物理寄存器堆栈（PRF）来解除指令依赖，并解释了重命名逻辑如何映射虚拟寄存器到物理寄存器，实现指令的并行发射。 执行单元（EUs）： 分类讨论了算术逻辑单元（ALU）、浮点单元（FPU）和加载/存储单元（LSU）的结构和并行性设计，包括多端口和多功能执行单元的实现。 第五章：内存访问与数据一致性 内存系统是现代处理器性能的瓶颈所在，本章着重于处理器如何高效、一致地处理数据加载和存储。 加载/存储队列（LSQ）： 详细描述了LSQ如何管理内存操作的排序和执行，包括内存操作的重排序策略，以保证程序在乱序执行下仍能表现出顺序一致性。 缓存一致性协议： 深入讲解了多核系统中缓存一致性的必要性。重点分析了MESI、MOESI等主流写回/写穿透协议的工作原理、状态转换图及其对系统性能的影响。 硬件预取器： 探讨了指令预取和数据预取技术的复杂性，包括基于流查找（Stride-based）和基于历史的预取算法，及其与缓存结构的协同设计。 第六章：结果的提交与精确中断 乱序执行带来了性能提升，但也引入了状态管理的复杂性。本章关注结果如何安全地写回，并维护程序的正确性。 重排序缓冲（ROB）： 解释了重排序缓冲（Re-Order Buffer, ROB）如何跟踪已发射指令的执行顺序和状态，确保指令按程序顺序提交结果（Commit）。 异常与精确中断处理： 阐述了处理器如何保证在乱序执行期间，当发生异常或中断时，系统状态能够精确地回溯到引发异常的指令点，而不泄露任何尚未提交的“副作用”。 --- 第三部分：多核并行与系统级优化 本部分将视角从单个处理器核心扩展到多核系统，探讨并行性、能效和系统互联。 第七章：多核架构与片上系统（SoC） 分析了现代多核处理器（CMP）的设计选择和挑战。 共享与私有资源： 比较了共享缓存（L2/L3）与私有资源（L1缓存、寄存器堆）的划分策略，以及这如何影响核心间通信的延迟和带宽。 片上网络（NoC）： 深入研究了用于连接核心、缓存和I/O设备的片上网络架构（如Mesh、Torus），包括路由算法、仲裁机制和流量控制，以最小化跨片通信的延迟。 线程级并行（TLP）与指令级并行（ILP）： 区分和比较了利用指令级并行（流水线、乱序执行）和线程级并行（多核）来提升整体吞吐量的方法。 第八章：内存层级结构与性能瓶颈 本章全面分析了从寄存器到主内存的整个数据访问路径，侧重于延迟和带宽的优化。 多级缓存设计： 详细分析了L1、L2、L3缓存的容量、关联度、写入策略（写回/写穿透）和替换策略（LRU变种）。探讨了缓存相干性对多核性能的影响。 虚拟内存与TLB： 解释了处理器如何通过地址转换机制（MMU）管理虚拟地址到物理地址的映射，以及翻译后备缓冲器（TLB）的设计如何影响内存访问延迟。 第九章：能效管理与电压/频率调节（DVFS） 在功耗受限的环境下，能效成为设计的重要指标。 功耗模型： 分析了动态功耗（开关活动）和静态功耗（漏电）的主要来源。 动态电压和频率调节（DVFS）： 深入探讨了处理器如何根据负载和热设计功耗（TDP）限制动态调整工作频率和电压，实现性能与功耗的最佳平衡。分析了响应速度和精度对系统性能的影响。 --- 第四部分：异构计算与未来趋势 本部分展望了超越传统CPU的计算范式，特别关注加速器与专用架构的发展。 第十章：向量处理器与GPU架构 探讨了并行计算的先驱——向量处理器及其现代继承者——图形处理器（GPU）。 SIMT模型： 详细解析了NVIDIA等厂商采用的单指令多线程（SIMT）执行模型，它如何将传统SIMD的限制扩展到更灵活的线程管理。 GPU内存层次： 分析了GPU特有的共享内存（Shared Memory）和全局内存结构，以及线程束（Warp/Wavefront）调度机制对隐藏内存延迟的作用。 第十一章：领域特定架构（DSA）与近存计算 讨论了针对特定领域（如AI/ML、图形处理）定制的处理器架构所带来的性能飞跃。 AI加速器设计： 分析了卷积神经网络（CNN）加速器中矩阵乘法的硬件实现（如脉动阵列），以及如何在指令集层面支持稀疏性。 内存计算（Processing-in-Memory, PIM）： 探讨了将部分计算逻辑集成到存储单元中以克服内存墙的新兴研究方向，包括其技术挑战与潜在的革命性影响。 --- 本书的最终目标是使读者不仅理解“处理器如何工作”，更能掌握“如何设计一个更快的、更节能的处理器”，为从事下一代芯片设计、编译器优化和高性能软件开发的人员提供坚实的理论和实践基础。

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作为一名对电子技术充满好奇心的爱好者，我一直希望能够深入了解高频电子线路的奥秘。《高频电子线路》这本书，无疑是我在这条探索之路上遇到的一个里程碑。它以一种非常系统和全面的方式，揭示了高频电子的内在规律。这本书最大的亮点之一在于其对反馈在高频电路中的作用的深入探讨。作者不仅分析了负反馈对放大器稳定性和线性的改善，还详细讨论了正反馈在高频振荡器中的应用，以及如何通过控制正反馈的强度来稳定振荡频率。这种对反馈机制的全面解析，让我对电路的设计有了更深刻的理解。此外，书中对阻抗匹配的讲解也让我受益匪浅。我过去一直认为阻抗匹配只是一个简单的概念，但通过这本书，我了解到阻抗匹配在高频电路中的重要性，以及如何通过各种匹配网络，如L型匹配、T型匹配、π型匹配等，来实现高效的功率传输。在介绍天线设计时，作者也 đưa ra了一些非常实用的技巧和建议，例如如何根据应用场景选择合适的天线类型，如何优化天线的辐射效率和方向性。这些内容对于我这样的爱好者来说，无疑是极其宝贵的。

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这本书的封面设计非常简洁大气，一本关于高频电子线路的书，竟然能做到如此赏心悦目，实在难得。我一直以来对高频电子领域都有着浓厚的兴趣，但相关的教材和参考书往往给人的感觉就是晦涩难懂，充斥着各种复杂的数学公式和晦涩的专业术语，让人望而却步。然而，当我第一次翻开《高频电子线路》这本书的时候，就被它独特的排版和清晰的逻辑所吸引。作者在内容组织上显然下了很大的功夫，从最基础的高频信号特性讲起，循序渐进地深入到各种高频电路的设计和分析。我尤其欣赏书中对各种滤波器、振荡器、放大器等核心单元的讲解，不仅仅是给出公式，更重要的是解释了它们的工作原理和设计思路，让我能够真正理解“为什么”要这样做，而不是死记硬背。书中还穿插了一些实际应用的案例，这些案例的引入，让原本抽象的概念变得生动具体，也让我看到了高频电子技术在现实生活中的重要性。例如，在讲解天线理论的部分，作者通过对不同天线类型的分析，阐述了它们在无线通信中的作用，这让我对手机、Wi-Fi等我们日常生活中必不可少的设备有了更深刻的认识。总的来说，这本书是一本非常优秀的入门读物，它成功地降低了高频电子技术的门槛，让更多对这个领域感兴趣的读者能够轻松愉快地学习和探索。

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我是在一个偶然的机会下了解到《高频电子线路》这本书的，当时正在为寻找一本能够系统性梳理高频电路知识的书籍而苦恼。市面上充斥着各种零散的资料和教学视频，但总感觉缺乏一个完整的体系。这本书的出现，恰好填补了我的需求。它不仅仅是一本教科书，更像是一位经验丰富的老教授，用深入浅出的语言，引领我一步步走进高频电子的世界。我特别喜欢作者在讲解复杂概念时所使用的类比和图示。例如，在解释阻抗匹配时，作者通过一个水管连接的比喻，生动地说明了为什么阻抗不匹配会导致能量损耗，以及如何通过匹配网络来解决这个问题。这种形象化的讲解方式，极大地加深了我对概念的理解，也让我不再畏惧那些看似复杂的数学推导。书中对于不同类型高频元件的特性分析也非常到位，从晶体管的高频模型到二极管在高频下的表现，都有详尽的介绍。特别是对射频半导体器件的深入剖析，让我对这些“幕后英雄”有了更清晰的认识。让我印象深刻的是，作者在探讨各种放大电路时，不仅分析了增益和带宽，还详细讨论了噪声、失真等关键性能指标，以及如何在设计中权衡这些因素。这种对细节的关注，无疑是本书质量的重要保证。

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《高频电子线路》这本书，让我对高频电子线路有了全新的认识。它不仅仅是一本教材，更像是一本关于如何“驾驭”高频信号的指南。我非常欣赏作者在讲解传输线理论时所使用的图解和公式推导。作者详细阐述了传输线中的电压和电流分布，以及如何通过阻抗匹配来减小信号的反射和损耗。这让我对信号在传输线中的传播有了更直观的理解。书中关于滤波器设计的章节也让我印象深刻，作者不仅介绍了不同类型的滤波器，如巴特沃斯、切比雪夫、椭圆函数滤波器等，还详细分析了它们的特性和设计方法。我曾根据书中的指导，设计了一个高Q值的带通滤波器，并成功地应用于我的一个实验项目中。在讲解振荡器时，作者也给出了很多实用的技巧，例如如何选择合适的储能元件，如何调整偏置电路以获得最佳的振荡性能。书中还包含了关于功率放大器的设计内容，这让我对无线通信设备有了更深入的了解。这本书帮助我建立了一个清晰的知识框架，也让我对高频电子线路的设计充满了信心。

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我是一名电子工程专业的学生，在学习高频电子线路这门课程时，曾一度感到非常吃力。市面上的一些教材，虽然内容全面，但往往过于理论化，与实际工程应用存在一定的脱节。直到我发现了《高频电子线路》这本书，才真正找到了学习的方向。这本书最大的特点在于其理论与实践的完美结合。作者并没有回避复杂的理论，而是将它们巧妙地融入到实际的电路设计和分析中。例如，在讲解振荡器时，作者不仅介绍了不同类型的振荡器，如LC振荡器、RC振荡器、晶体振荡器等，还深入分析了它们的起振条件、频率稳定性等关键参数。更重要的是，作者还结合实际的电路图，讲解了如何在设计中选择合适的元件、如何进行参数调试，以达到最佳的性能。书中关于传输线理论的讲解也非常精彩，我过去对传输线总是感到很困惑，认为它只是一个抽象的概念，但这本书通过引入驻波比、反射系数等概念，让我理解了传输线在信号传输中的重要作用，以及如何通过匹配来减小信号的反射和损耗。在提到滤波器设计时，书中不仅介绍了巴特沃斯、切比雪夫等经典滤波器类型，还展示了如何根据具体的应用需求，选择合适的滤波器类型和设计参数，这对于我们进行实际的电路设计非常有指导意义。

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我一直认为，学习高频电子线路的关键在于理解“变化”。信号在高频下的行为与低频时有着巨大的差异，这种差异源于电感、电容以及传输线效应。而《高频电子线路》这本书，正是抓住了这个核心，用生动而严谨的语言，为我揭示了高频世界的奥秘。这本书的结构安排非常合理，从基础概念到高级应用，层层递进，毫不跳跃。我尤其喜欢书中在讲解放大器设计时，对不同偏置方式的分析。作者详细阐述了A类、B类、AB类、C类放大器的优缺点，以及它们在高频应用中的适用性。这让我能够根据实际需求，选择最合适的放大器类型。书中还对各种滤波器进行了详细的分析，包括低通、高通、带通、带阻滤波器，以及它们的通带和阻带特性。作者还介绍了如何利用巴特沃斯、切比雪夫等滤波器逼近函数来设计性能优异的滤波器。在讲解振荡器时，作者不仅介绍了LC振荡器、RC振荡器等经典类型，还深入分析了晶体振荡器、压控振荡器（VCO）等现代振荡器的原理和应用。书中还包含了一些关于射频功率放大器的设计内容，这让我对手机、无线通信等设备有了更深的认识。

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这本书的魅力在于它能够将抽象的理论概念，通过具体的电路实例，变得触手可及。我一直以来都对高频电子电路充满了敬畏，总觉得那是一个遥不可及的领域，充满了复杂的公式和晦涩的术语。然而，《高频电子线路》这本书，却以一种温柔而坚定的方式，引领我一步步深入。我特别喜欢书中对反馈网络的设计分析，作者不仅介绍了负反馈对提高电路稳定性和线性度的作用，还深入探讨了如何设计各种类型的反馈网络，以达到预期的性能指标。在讲解阻抗匹配时，作者也给出了非常实用的方法，例如使用史密斯圆图来分析和设计匹配网络，这让我能够直观地理解阻抗匹配的过程。书中还对各种滤波器进行了详细的分析，包括它们的幅频特性和相频特性，以及如何根据实际需求选择合适的滤波器类型和设计参数。在提到振荡器设计时，作者也给出了很多宝贵的经验，例如如何提高振荡器的频率稳定性和输出功率。这本书就像一位循循善诱的老师，它不仅教会了我知识，更点燃了我对高频电子领域进一步探索的激情。

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《高频电子线路》这本书，是一部将理论知识与工程实践完美结合的杰作。它不仅提供了一套系统的高频电子线路学习体系，更教会了我如何将这些知识转化为实际的设计能力。我非常欣赏作者在讲解半导体器件在高频下的模型时所使用的详细图示和公式推导。例如，在讲解场效应管（FET）在高频下的模型时，作者详细分析了结电容、栅极电阻、沟道长度调制效应等因素对器件性能的影响，并给出了相应的等效电路模型。这让我对半导体器件在高频下的非理想行为有了更清晰的认识。书中关于噪声分析的内容也让我受益匪浅。作者详细讲解了不同类型的噪声，如热噪声、散弹噪声、闪烁噪声等，以及它们在高频电路中的影响，并提供了降低噪声的有效方法。这对于设计低噪声放大器至关重要。在介绍混频器设计时，作者不仅分析了不同类型的混频器，如平衡混频器、倍频混频器等，还深入探讨了它们在信号处理中的应用。书中还包含了关于天线理论的章节，这让我对无线通信系统有了更全面的了解。

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在阅读《高频电子线路》的过程中，我最大的感受就是作者的严谨和细致。每一章节的内容都经过精心编排，逻辑清晰，过渡自然。从最基本的电磁场理论在高频电路中的体现，到各种高频电路模块的详细解析，都展现了作者深厚的学术功底和丰富的实践经验。我尤其欣赏书中在推导重要公式时所展现的严谨性，作者不仅给出了最终的公式，还详细列出了推导的每一步，并解释了每一步的物理意义。这对于我这样的初学者来说，是至关重要的。很多时候，我们学习一个公式，只知道怎么用，却不知道它从何而来，这样很难真正掌握其精髓。而这本书，恰恰解决了这个问题。此外，书中对于不同拓扑结构的高频电路的分析，如共发射极、共集电极、共基极放大器在高频下的性能差异，都有非常深入的探讨。作者还引入了一些现代的电路设计方法和工具，例如使用S参数来分析高频电路的性能，这让我了解到高频电路设计与传统低频电路设计的不同之处。在讲解功率放大器时，作者不仅介绍了AB类、C类等传统放大器，还提及了D类、E类等高效放大器，并分析了它们在高频应用中的优缺点，这极大地拓宽了我的视野。

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《高频电子线路》这本书给我的感觉是，它不仅仅是传授知识，更是在培养一种解决问题的能力。作者在讲解每一个电路时，都会引导读者去思考“为什么”，去分析影响电路性能的各种因素，并给出解决问题的思路。我尤其欣赏书中对于元器件在高频下的非理想特性的分析。例如，在讲解电感和电容时，作者不仅介绍了它们的理想模型，还详细分析了寄生电阻、寄生电容、寄生电感等因素在高频下的影响，以及如何在设计中考虑和补偿这些非理想特性。这让我意识到，在高频电路设计中，对细节的关注是多么重要。书中在讲解耦合电路时，作者也做了非常深入的分析，包括容性耦合、感性耦合、变压器耦合等，并详细说明了它们在不同应用场景下的优缺点。这让我对信号的传输和耦合有了更清晰的认识。我曾遇到过一个实际的电路问题，在一个高频放大器中，信号出现了严重的失真，通过参考这本书中关于噪声和失真的章节，我找到了问题的根源，并成功地解决了问题。这本书就像一个宝贵的工具箱，里面装满了解决高频电子问题的各种“法宝”，只要你掌握了使用方法，就能应对各种挑战。

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