计算机组成与设计实验教程,ISBN:9787030165572,作者:王炜, 李清宝, 赵秋霞编著
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老实说,在我拿到《计算机组成与设计实验教程》这本书之前,我对计算机组成原理的理解,就像是在黑暗中摸索,知其然,但不知其所以然。这本书的到来,就像是一盏明灯,照亮了我前进的道路,让我能够清晰地看到计算机硬件运作的每一个细节。 这本书最让我赞赏的地方,在于它将枯燥的理论知识,通过一系列精心设计的实验,变得生动有趣。从最基础的逻辑门构建,到设计一个完整的CPU,每一个实验都环环相扣,让我能够亲手实践,从而加深对概念的理解。我记得有一个实验是关于构建一个简单的RISC处理器,当我成功地编写出能够执行加法、减法、数据传输等基本指令的Verilog代码,并且在仿真器中看到它按照预期工作时,那种满足感是无法用言语来形容的。这让我真正体会到,计算机的强大,正是建立在这些精巧的硬件设计之上。 书中对指令集架构(ISA)的讲解也让我受益匪浅。它并没有简单地列举指令,而是深入分析了指令的格式、寻址方式以及它们是如何映射到硬件操作的。通过对MIPS指令集的学习,我不仅理解了每条指令的具体作用,更重要的是,我开始思考指令集设计本身所蕴含的哲学和权衡。书中对RISC与CISC的对比分析,让我对不同设计理念下的优劣势有了更清晰的认识。 让我印象深刻的还有对CPU控制单元的设计讲解。它将指令的执行过程分解为一系列的微操作,并用状态机来描述控制单元如何根据指令和当前状态生成相应的控制信号。通过书中提供的状态机图和时序图,我能够清晰地看到CPU在每个时钟周期都在做什么,指令的取指、译码、执行、访存、写回等阶段是如何有序进行的。我还尝试修改了一些控制信号,去实现一些简单的自定义指令,这种“参与感”是学习此类技术书籍的宝贵之处。 在内存系统方面,本书的讲解也十分到位。它不仅解释了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入探讨了缓存的工作原理,例如缓存的块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存对程序性能的影响有多么巨大,也明白了为什么“数据局部性”是优化程序性能的关键。 此外,本书还对I/O系统进行了深入的介绍,包括中断、DMA等数据传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信过程,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 语言风格方面,这本书的写作风格非常严谨且易于理解。作者善于运用生动的比喻和形象的例子来解释抽象的技术概念,使得即使是初学者也能轻松掌握。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性,让我感受到计算机科学背后的人文魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常出色的书籍。它将复杂的计算机组成原理以一种易于理解和实践的方式呈现出来,为读者提供了一条深入了解计算机硬件运作机制的捷径。我强烈推荐给所有对计算机科学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获益匪浅。
评分拿到《计算机组成与设计实验教程》这本书的时候,我其实抱着一种“看能不能找到点灵感”的心态。我对计算机的硬件运作原理一直充满好奇,但又苦于没有系统的学习方法。这本书,恰恰满足了我的需求,并且在很多方面给了我意想不到的惊喜。 最让我赞叹的是,这本书将抽象的计算机组成原理,通过一系列精心设计的实验,变得触手可及。从构建最基础的逻辑门电路,到设计一个简单的CPU,每一个实验都紧密地围绕着章节的理论知识展开。我记得在实现一个四位寄存器时,我需要学习如何使用D触发器,以及如何设计读写控制逻辑。当我在仿真器中成功地实现了数据的存储和读取时,那种成就感是前所未有的。这让我明白,计算机的每一个功能,都是由这些最基本的硬件单元通过巧妙的设计组合而成的。 书中对指令集架构(ISA)的讲解也让我受益匪浅。它并没有简单地列举指令,而是深入分析了指令的格式、寻址方式以及它们是如何映射到硬件操作的。通过对MIPS指令集的学习,我不仅理解了每条指令的具体作用,更重要的是,我开始思考指令集设计本身所蕴含的哲学和权衡。书中对RISC与CISC的对比分析,让我对不同设计理念下的优劣势有了更清晰的认识。 让我印象深刻的还有对CPU控制单元的设计讲解。它将指令的执行过程分解为一系列的微操作,并用状态机来描述控制单元如何根据指令和当前状态生成相应的控制信号。通过书中提供的状态机图和时序图,我能够清晰地看到CPU在每个时钟周期都在做什么,指令的取指、译码、执行、访存、写回等阶段是如何有序进行的。我还尝试修改了一些控制信号,去实现一些简单的自定义指令,这种“参与感”是学习此类技术书籍的宝贵之处。 在内存系统方面,本书的讲解也十分到位。它不仅解释了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入探讨了缓存的工作原理,例如缓存的块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存对程序性能的影响有多么巨大,也明白了为什么“数据局部性”是优化程序性能的关键。 此外,本书还对I/O系统进行了深入的介绍,包括中断、DMA等数据传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信过程,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 语言风格方面,这本书的写作风格非常严谨且易于理解。作者善于运用生动的比喻和形象的例子来解释抽象的技术概念,使得即使是初学者也能轻松掌握。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性,让我感受到计算机科学背后的人文魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常出色的书籍。它将复杂的计算机组成原理以一种易于理解和实践的方式呈现出来,为读者提供了一条深入了解计算机硬件运作机制的捷径。我强烈推荐给所有对计算机科学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获益匪浅。
评分当我拿到《计算机组成与设计实验教程》这本书的时候,我的第一反应是:“这次又得啃下一块硬骨头了”。毕竟“计算机组成”这个词本身就带有一丝神秘和复杂的气息。然而,这本书的出色之处在于,它并没有将自己定位成一本纯粹的理论教科书,而是巧妙地将理论知识与生动形象的实验练习融为一体,让我这个“理论苦手”也能够沉浸其中,并且乐在其中。 最令我印象深刻的是书中关于逻辑电路设计的实验。它从最基础的与门、或门、非门开始,逐步引导读者去理解这些基本元件如何组合成更复杂的电路,比如半加器、全加器,以及最终构建成一个功能完善的算术逻辑单元(ALU)。我记得在编写Verilog代码实现一个多位加法器时,我需要仔细考虑进位传播和溢出处理,当我看到仿真器显示计算结果完全正确时,那种成就感是难以言喻的。这让我真正体会到了“二进制运算”是如何在物理硬件层面实现的,而不是仅仅停留在抽象的数学公式。 书中对指令集架构(ISA)的剖析也让我大开眼界。它并没有简单地罗列指令,而是深入浅出地讲解了指令的格式、寻址方式以及它们如何被CPU解码和执行。通过对MIPS指令集的学习,我不仅理解了每条指令的具体作用,更重要的是,我开始思考指令集的设计哲学。书中关于RISC与CISC的对比分析,让我对不同设计理念下的优劣势有了更清晰的认识,也明白了为什么现代处理器普遍采用了RISC的思想作为基础。 让我感到惊喜的是,本书在CPU设计方面的内容也非常详尽。它详细介绍了CPU的数据通路和控制单元的设计,并通过大量的时序图和状态机图,将指令的执行过程可视化。我花费了很多时间去理解指令的取指、译码、执行、访存、写回等各个阶段是如何通过控制信号协同工作的。通过书中提供的实验,我能够尝试修改一些控制逻辑,去实现一些自定义的指令,这种“动手改造”的体验,让我对CPU的内部工作原理有了前所未有的深入理解。 在内存系统方面,本书的讲解也十分到位。它不仅解释了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入探讨了缓存的工作原理,例如缓存的块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存对程序性能的影响有多么巨大,也明白了为什么“数据局部性”是优化程序性能的关键。 此外,本书还对I/O系统进行了深入的介绍,包括中断、DMA等数据传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信过程,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 语言风格方面,本书的写作风格非常严谨且易于理解。作者善于运用生动的比喻和形象的例子来解释抽象的技术概念,使得即使是初学者也能轻松掌握。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性,让我不仅仅是学习技术,更能体会到计算机科学背后的智慧和魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常出色的书籍。它将复杂的计算机组成原理以一种易于理解和实践的方式呈现出来,为读者提供了一条深入了解计算机硬件运作机制的捷径。我强烈推荐给所有对计算机科学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获益匪浅。
评分对于我来说,《计算机组成与设计实验教程》这本书,就像是打开了一扇通往计算机“内心世界”的大门。之前我一直对电脑如何运行充满好奇,但总觉得隔着一层纱,看不真切。这本书,就如同那位经验丰富的向导,用清晰、生动的语言,带领我一步步揭开了计算机硬件的神秘面纱。 最令我印象深刻的是,本书并未将重点放在枯燥的理论背诵上,而是以丰富的实验内容为载体,让我能够“动手”去理解和掌握知识。从搭建简单的逻辑门电路,到理解组合逻辑和时序逻辑的区别,再到最终构建一个可以执行指令的CPU核心,每一个实验都让我仿佛置身于一个真实的硬件设计实验室。特别是设计CPU控制逻辑的部分,我需要理解指令的各个阶段(取指、译码、执行、写回)如何通过一系列的时序信号协同工作,这让我深深体会到了CPU设计的精妙与复杂。 书中对指令集架构(ISA)的讲解也做得非常出色。它并没有直接抛出复杂的指令集,而是从最基础的寄存器操作、算术逻辑运算指令开始,逐步引入了分支跳转、函数调用等更高级的指令。通过对MIPS指令集的深入学习,我不仅理解了每条指令的格式和功能,更重要的是,我开始思考指令集设计本身所蕴含的哲学和权衡。书中对RISC与CISC的对比分析,让我对不同设计理念下的优劣势有了更清晰的认识。 让我感到惊喜的是,本书在CPU设计方面的内容也做得相当详尽。它详细介绍了CPU的数据通路和控制单元的设计,并通过大量的时序图和状态机图,将指令的执行过程可视化。我花了大量时间去理解指令的取指、译码、执行、访存、写回等各个阶段是如何通过控制信号协同工作的。通过书中提供的实验,我能够尝试修改一些控制逻辑,去实现一些自定义的指令,这种“动手改造”的体验,让我对CPU的内部工作原理有了前所未有的深入理解。 在内存系统方面,本书的讲解也十分到位。它不仅解释了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入探讨了缓存的工作原理,例如缓存的块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存对程序性能的影响有多么巨大,也明白了为什么“数据局部性”是优化程序性能的关键。 此外,本书还对I/O系统进行了深入的介绍,包括中断、DMA等数据传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信过程,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 语言风格方面,这本书的写作风格非常严谨且易于理解。作者善于运用生动的比喻和形象的例子来解释抽象的技术概念,使得即使是初学者也能轻松掌握。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性,让我感受到计算机科学背后的人文魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常出色的书籍。它将复杂的计算机组成原理以一种易于理解和实践的方式呈现出来,为读者提供了一条深入了解计算机硬件运作机制的捷径。我强烈推荐给所有对计算机科学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获益匪浅。
评分当我拿到《计算机组成与设计实验教程》这本书时,我抱着一种“来者不拒”的态度,想看看能否从中学到点什么。毕竟,计算机组成原理听起来就不是那么容易理解。然而,这本书的出现,彻底颠覆了我之前的看法,它以一种极其生动和实用的方式,将原本抽象的概念变得清晰可见。 最令我印象深刻的,是书中关于逻辑电路设计的实验。它从最基础的与门、或门、非门开始,一步步引导读者去理解这些基本元件如何组合成更复杂的电路,比如半加器、全加器,以及最终构成一个完整的算术逻辑单元(ALU)。在编写Verilog代码的过程中,我需要仔细思考如何将抽象的逻辑运算转化为具体的硬件连接,每当仿真结果验证了我的设计时,那种“亲手创造”的感觉是无与伦比的。这让我真正理解了,我们日常使用的计算机,其核心的计算能力,都源自于这些精密的逻辑门电路。 书中对指令集架构(ISA)的讲解也给我留下了深刻的印象。它并没有急于介绍复杂的指令,而是从最基础的寄存器操作、算术指令、逻辑指令入手,逐步引入了跳转指令、函数调用等更高级的指令。通过对MIPS指令集的学习,我不仅理解了每条指令的格式和功能,更重要的是,我开始思考指令集设计本身所蕴含的哲学和权衡。书中对RISC与CISC的对比分析,让我对不同设计理念下的优劣势有了更清晰的认识。 让我非常惊喜的是,本书在CPU设计方面的内容也做得相当详尽。它详细介绍了CPU的数据通路和控制单元的设计,并通过大量的时序图和状态机图,将指令的执行过程可视化。我花了大量时间去理解指令的取指、译码、执行、访存、写回等各个阶段是如何通过控制信号协同工作的。通过书中提供的实验,我能够尝试修改一些控制逻辑,去实现一些自定义的指令,这种“动手改造”的体验,让我对CPU的内部工作原理有了前所未有的深入理解。 在内存系统方面,本书的讲解也十分到位。它不仅解释了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入探讨了缓存的工作原理,例如缓存的块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存对程序性能的影响有多么巨大,也明白了为什么“数据局部性”是优化程序性能的关键。 此外,本书还对I/O系统进行了深入的介绍,包括中断、DMA等数据传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信过程,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 语言风格方面,这本书的写作风格非常严谨且易于理解。作者善于运用生动的比喻和形象的例子来解释抽象的技术概念,使得即使是初学者也能轻松掌握。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性,让我感受到计算机科学背后的人文魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常出色的书籍。它将复杂的计算机组成原理以一种易于理解和实践的方式呈现出来,为读者提供了一条深入了解计算机硬件运作机制的捷径。我强烈推荐给所有对计算机科学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获益匪浅。
评分当初选择《计算机组成与设计实验教程》这本书,很大程度上是出于一种“挑战自我”的心态。我对计算机底层原理一直充满好奇,但又担心会因为缺乏基础而被劝退。这本书的出现,彻底打消了我的顾虑,并且以一种近乎“神奇”的方式,将原本抽象复杂的概念变得生动形象,易于理解。 最令我惊喜的是,书中并非一味地进行理论灌输,而是将实验作为学习的重头戏。从构建最基础的逻辑门电路,到设计一个简单的CPU,每一个实验都紧密地围绕着章节的理论知识展开。我记得在实现一个四位寄存器时,我需要学习如何使用D触发器,以及如何设计读写控制逻辑。当我在仿真器中成功地实现了数据的存储和读取时,那种成就感是前所未有的。这让我明白,计算机的每一个功能,都是由这些最基本的硬件单元通过巧妙的设计组合而成的。 本书对指令集架构(ISA)的讲解也非常到位。它并没有急于介绍复杂的指令,而是从最基础的寄存器操作、算术逻辑运算指令开始,逐步引入了分支跳转、函数调用等更高级的指令。通过对MIPS指令集的学习,我不仅理解了每条指令的格式和功能,更重要的是,我开始思考指令集设计本身所蕴含的哲学和权衡。书中关于RISC与CISC的对比分析,让我对不同设计理念下的优劣势有了更清晰的认识。 让我印象深刻的还有对CPU控制单元的设计讲解。它将指令的执行过程分解为一系列的微操作,并用状态机来描述控制单元如何根据指令和当前状态生成相应的控制信号。通过书中提供的状态机图和时序图,我能够清晰地看到CPU在每个时钟周期都在做什么,指令的取指、译码、执行、访存、写回等阶段是如何有序进行的。我还尝试修改了一些控制信号,去实现一些简单的自定义指令,这种“参与感”是学习此类技术书籍的宝贵之处。 在内存系统方面,本书的讲解也让我受益匪浅。它不仅详细阐述了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入剖析了缓存的工作原理,如块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存对程序性能的影响有多么巨大,也明白了为什么“数据局部性”是优化程序性能的关键。 此外,本书还对I/O系统进行了深入的介绍,包括中断、DMA等数据传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信过程,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 语言风格方面,这本书的写作非常严谨,同时又不失可读性。作者善于用形象的比喻和清晰的逻辑来解释复杂的概念,使得即使是初学者也能轻松理解。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也为枯燥的技术内容增添了不少趣味性,让我感受到计算机科学背后的人文魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常扎实、内容详实的书籍。它不仅提供了深入的理论知识,更通过精心设计的实验,让读者能够亲手实践,从而加深理解。我强烈推荐给所有对计算机底层原理感兴趣的读者,无论是计算机专业的学生,还是希望深入了解计算机硬件的开发者,这本书都会是一本不可多得的宝藏。
评分说实话,在我拿到《计算机组成与设计实验教程》这本书的时候,我的内心是带着一丝怀疑的。毕竟,计算机组成原理本身就是一门比较偏向理论和底层的内容,我担心这本书会不会充斥着晦涩难懂的术语和枯燥乏味的公式。然而,事实证明,我的担心是多余的。这本书以一种非常巧妙的方式,将理论知识与动手实践完美结合,让我对计算机硬件有了全新的认识。 最令我印象深刻的,莫过于书中关于数字逻辑电路的实验部分。它从最基本的逻辑门(AND, OR, NOT)讲起,然后一步步引导我理解如何用这些基本门构建出更复杂的组合逻辑电路,比如多路选择器、编码器,以及最终构成一个完整的算术逻辑单元(ALU)。在编写Verilog代码的过程中,我需要仔细思考如何将抽象的逻辑运算转化为具体的硬件连接,每当仿真结果验证了我的设计时,那种“亲手创造”的感觉是无与伦比的。这让我真正理解了,我们日常使用的计算机,其核心的计算能力,都源自于这些精密的逻辑门电路。 书中对指令集架构(ISA)的讲解也给我留下了深刻的印象。它并没有直接跳到复杂的指令集,而是从最基础的寄存器操作、算术指令、逻辑指令入手,逐步引入了跳转指令、函数调用指令等。通过对MIPS指令集的学习,我不仅理解了每条指令的格式和功能,更重要的是,我开始思考指令集的设计哲学。书中对RISC(精简指令集计算)和CISC(复杂指令集计算)的对比分析,让我对不同设计理念下的权衡有了更清晰的认识,也明白了为什么现代高性能处理器普遍采用了RISC的思想作为基础。 让我非常惊喜的是,本书在CPU设计方面的内容也做得相当详尽。它详细介绍了CPU的数据通路和控制单元的设计,并通过大量的时序图和状态机图,将指令的执行过程可视化。我花了大量时间去理解指令的取指、译码、执行、访存、写回等各个阶段是如何通过控制信号协同工作的。通过书中提供的实验,我能够尝试修改一些控制逻辑,去实现一些自定义的指令,这种“动手改造”的体验,让我对CPU的内部工作原理有了前所未有的深入理解。 在内存系统方面,本书的讲解也十分到位。它不仅解释了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入探讨了缓存的工作原理,例如缓存的块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存对程序性能的影响有多么巨大,也明白了为什么“数据局部性”是优化程序性能的关键。 此外,本书还对I/O系统进行了深入的介绍,包括中断、DMA等数据传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信过程,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 语言风格方面,本书的写作风格非常严谨且易于理解。作者善于运用生动的比喻和形象的例子来解释抽象的技术概念,使得即使是初学者也能轻松掌握。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性,让我感受到计算机科学背后的人文魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常出色的书籍。它将复杂的计算机组成原理以一种易于理解和实践的方式呈现出来,为读者提供了一条深入了解计算机硬件运作机制的捷径。我强烈推荐给所有对计算机科学感兴趣的读者,无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获益匪浅。
评分说实话,在我拿到《计算机组成与设计实验教程》这本书的时候,我脑海中闪过的第一个念头就是“又是一本理论讲解和枯燥实验的组合”。然而,我错了,大错特错。这本书以一种我从未预料到的方式,点燃了我对计算机硬件世界的探索热情。它不仅仅是简单地介绍概念,而是通过一种“由浅入深,由易到难”的引导方式,让你在不知不觉中掌握计算机的精髓。 本书最吸引我的地方,无疑是它将抽象的计算机组成原理,通过一系列精心设计的实验,变得触手可及。我记得最深刻的一个实验,是关于如何用基础的逻辑门(AND, OR, NOT, XOR等)构建一个算术逻辑单元(ALU)。在编写Verilog代码的过程中,我需要仔细思考如何将加法、减法、逻辑与、逻辑或等操作映射到具体的门电路连接上,每当仿真结果验证了我的设计时,那种从0到1构建一个功能单元的成就感,简直是无与伦比的。这比单纯地背诵逻辑门的功能要深刻得多,我真正理解了“计算”是如何在硬件层面实现的。 书中对指令集架构(ISA)的讲解也做得非常到位。它并没有直接抛出复杂的指令集,而是从最基础的寄存器操作、算术指令、逻辑指令开始,逐步引入分支跳转、函数调用等更复杂的指令。通过对MIPS指令集的深入学习,我不仅理解了每条指令的格式和功能,更重要的是,我开始思考指令集设计本身所蕴含的哲学和权衡。书中的对比分析,让我对RISC和CISC的设计理念有了更清晰的认识,也明白了为什么现代CPU架构普遍倾向于RISC。 让我印象深刻的还有对CPU控制单元的设计讲解。它将指令的执行过程分解为一系列的微操作,并用状态机来描述控制单元如何根据指令和当前状态生成相应的控制信号。通过书中提供的状态机图和时序图,我能够清晰地看到CPU在每个时钟周期都在做什么,指令的取指、译码、执行、访存、写回等阶段是如何有序进行的。我还尝试修改了一些控制信号,去实现一些简单的自定义指令,这种“参与感”是学习此类技术书籍的宝贵之处。 另外,本书在内存系统方面的讲解也让我受益匪浅。它不仅详细阐述了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存、外存,还深入剖析了缓存的工作原理,如块大小、关联度、替换策略等。通过模拟缓存的读写过程,我才真正体会到缓存命中和未命中的巨大性能差异,这让我对如何优化程序内存访问模式有了全新的理解,也明白了为什么“数据局部性”如此重要。 书中对于I/O接口和通信机制的介绍,也让我对计算机系统有了更全面的认识。它不仅仅是简单地介绍PCIe、USB等接口的标准,更深入地探讨了中断、DMA等I/O数据传输方式,以及这些机制如何与CPU协同工作,实现高效的数据交换。通过书中提供的模拟实验,我能更直观地理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的,这让我不再觉得I/O设备是独立的,而是整个计算机系统不可或缺的一部分。 语言风格方面,这本书的写作非常严谨,同时又不失可读性。作者善于用形象的比喻和清晰的逻辑来解释复杂的概念,使得即使是初学者也能轻松跟上。书中穿插的计算机发展史和设计思想的演变,也为枯燥的技术内容增添了不少趣味性,让我感受到计算机科学背后的人文魅力。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本内容详实、循序渐进、兼具理论深度和实践指导意义的优秀教材。它不仅仅是一本技术书籍,更是一扇通往计算机底层世界的窗户,为读者提供了深入理解计算机硬件运作机制的绝佳途径。我强烈推荐给所有对计算机科学充满好奇的读者,无论你是学生还是开发者,都能从中获得宝贵的知识和启示。
评分说实话,我一开始拿到《计算机组成与设计实验教程》这本书的时候,并没有抱太大的期望,毕竟“实验教程”这几个字往往意味着枯燥的指令和晦涩的代码。但读下来之后,我必须承认,这本书完全超出了我的预期,并且在很多方面给我留下了深刻的印象。它所涵盖的内容非常广泛,从最基础的数字逻辑电路,到复杂的CPU流水线设计,再到I/O接口和内存管理,几乎触及了计算机体系结构的核心要素。 最让我称赞的是它将理论知识与实践操作紧密结合的方式。书中提供的实验项目,往往是基于一些非常经典的微处理器架构(比如MIPS),并且提供了详细的硬件描述语言(Verilog或VHDL)代码和仿真工具的使用指南。我记得有一个实验是构建一个能够执行简单算术运算和逻辑运算的ALU,通过自己一步步地编写代码,然后观察仿真结果,那种成就感是任何理论学习都无法比拟的。当我成功让ALU按照指令计算出正确的结果时,我感觉自己仿佛真的在“创造”一个计算机部件。 书中对指令集架构(ISA)的讲解也十分细致。它并没有简单地罗列指令,而是深入剖析了指令的格式、寻址方式以及它们是如何映射到硬件操作的。通过对MIPS指令集的学习,我明白了为什么指令集设计是CPU设计中如此关键的一环,它直接影响到CPU的性能、功耗和实现复杂度。我尤其喜欢书中关于RISC与CISC指令集对比的章节,它让我对不同设计哲学下的权衡有了更深刻的理解,也让我认识到RISC指令集在现代高性能处理器设计中的重要地位。 此外,书中对CPU的数据通路和控制逻辑的讲解,也做得相当到位。它通过大量的时序图和状态机图,将CPU在执行指令过程中的复杂信号交互过程可视化。我花费了不少时间去理解指令解码、指令执行、寄存器写回等各个阶段的控制信号如何生成,以及它们如何驱动数据通路完成数据传输和运算。通过书中提供的实验,我可以尝试修改控制逻辑,去实现一些额外的功能,这让我对CPU的内部工作原理有了更深入、更直观的认识。 这本书在内存系统方面的内容也给我留下了深刻的印象。它不仅讲解了内存的层次结构,包括寄存器、缓存、主存和外存,还深入探讨了缓存的替代策略(如LRU)、写策略(如写回、写通)以及多级缓存的设计。通过模拟缓存的读写过程,我能直观地感受到缓存未命中带来的性能下降,这让我对如何编写高效的代码,如何优化数据访问模式有了全新的认识。 让我惊喜的是,这本书还包含了不少关于I/O系统的内容。它介绍了中断、DMA等 I/O 传输机制,以及常见的I/O接口(如串口、并口)的工作原理。通过书中提供的实验,我能够模拟一个简单的I/O设备与CPU之间的通信,理解I/O设备是如何被CPU识别、控制和访问的。这让我对计算机作为一个整体的系统有了更全面的认识,不再仅仅局限于CPU和内存。 值得一提的是,这本书的语言风格非常严谨且清晰。作者善于用比喻和实例来解释抽象的概念,使得即使是初学者也能轻松理解。书中穿插的一些计算机发展史和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性,让我不仅仅是学习技术,更能体会到计算机科学的魅力。 总的来说,《计算机组成与设计实验教程》是一本非常扎实、内容详实的书籍。它不仅提供了深入的理论知识,更通过精心设计的实验,让读者能够亲手实践,从而加深理解。我强烈推荐给所有对计算机底层原理感兴趣的读者,无论是计算机专业的学生,还是希望深入了解计算机硬件的开发者,这本书都会是一本不可多得的宝藏。
评分这本书简直是打开了我对计算机硬件世界的新大门!在我翻开《计算机组成与设计实验教程》之前,我对计算机的认知仅仅停留在“它是怎么工作的”,但具体到CPU如何执行指令,内存如何存储数据, I/O 设备如何交互,这些都像笼罩着一层神秘的面纱。这本书,就好像一位经验丰富的向导,用清晰易懂的语言,一步步地揭示了这些奥秘。 首先,它的实验设计非常巧妙,不是那种枯燥的理论堆砌,而是将抽象的概念通过动手实践具象化。例如,通过搭建简单的逻辑门电路,我亲身体验了AND、OR、NOT等基本逻辑运算是如何形成的,这比单纯记忆真值表要深刻得多。更令人兴奋的是,书中还引导我们去理解如何用这些基本逻辑门构建更复杂的电路,比如加法器、译码器,甚至是最核心的CPU部件。我记得有一个实验是模拟一个简单的CPU流水线,当我看到指令在一个接一个的阶段(取指、译码、执行、写回)中流动时,那种成就感是无与伦比的。它让我不再觉得CPU是一个黑盒子,而是可以被理解、被设计、甚至被模仿的精巧机器。 而且,这本书的讲解方式也非常循序渐进。它不会一开始就抛出艰深的MIPS指令集,而是先从简单的寄存器操作、算术逻辑运算指令入手,逐步引入跳转指令、访存指令等。每一个指令的解释都配有清晰的伪代码和逻辑图,配合实验中的硬件实现,简直是“教科书式的标准”。我尤其喜欢书中对内存层次结构(缓存、主存、外存)的讲解,通过模拟缓存命中和淘汰的过程,让我深刻理解了为什么现代计算机需要多级缓存,以及缓存的容量、块大小、关联度等参数对性能的影响。书中通过一些简单场景的模拟,让我直观地感受到缓存未命中时带来的性能损失,这让我对如何优化程序访问内存模式有了新的认识。 书中对于数据通路和控制器的设计讲解也令人印象深刻。它将CPU的各个组成部分(ALU、寄存器堆、PC、指令存储器、数据存储器等)如何协同工作,通过时序图和状态机图清晰地展现出来。我花了不少时间去理解控制信号是如何生成和传播的,如何根据不同的指令和CPU状态来驱动数据通路完成相应的操作。通过书中提供的Verilog或VHDL代码示例,我甚至可以尝试修改和扩展这些设计,去实现一些我自己的想法。这不仅仅是学习,更是一种创造的体验。 这本书在讲解I/O系统方面也做得非常出色。它不仅仅是简单地介绍PCIe、USB等接口的标准,而是深入探讨了I/O设备如何与CPU进行通信,包括中断、DMA(直接内存访问)等机制。通过模拟一个简单的终端I/O过程,我能更清楚地理解CPU如何响应用户输入,以及如何将数据发送到显示器。书中还对存储器接口(如DRAM)的读写时序进行了详细的分析,这让我对内存的性能瓶颈有了更深入的理解。我发现,理解这些I/O和内存的底层机制,对于编写高效的程序至关重要。 语言方面,虽然是技术类书籍,但作者的写作风格清晰流畅,即使是一些复杂的技术概念,也能被解释得通俗易懂。书中穿插的一些历史故事和设计思想的演变,也增加了阅读的趣味性。例如,书中提到RISC(精简指令集计算)和CISC(复杂指令集计算)的设计哲学,以及为什么现代CPU普遍采用RISC思想作为基础,这让我对CPU设计的发展历程有了更宏观的认识。它不像某些教材那样生硬死板,而是带有一定的人情味,让我在学习过程中不至于感到枯燥乏味。 总而言之,《计算机组成与设计实验教程》是一本极具价值的书籍。它不仅仅是一本技术手册,更是一本能够激发读者对计算机底层原理产生浓厚兴趣的启蒙读物。我强烈推荐给所有对计算机科学感兴趣的同学,无论是初学者还是有一定基础的开发者,都能从中获益匪浅。它让我看到了计算机硬件设计的智慧和精妙,也让我对未来的学习和工作有了更明确的方向。
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