数字设计和计算机体系结构（原书第2版） pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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☆☆☆☆☆

出版者:机械工业出版社

作者:（美国）戴维·莫尼·哈里斯（David Money Harris）

出品人:

页数:480

译者:陈俊颖

出版时间:2016-4-1

价格:CNY 89.00

装帧:平装

isbn号码:9787111534518

丛书系列:计算机科学丛书

图书标签:

计算机体系结构
计算机
数字设计
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CS
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嵌入式系统
硬件描述语言

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具体描述

《数字设计和计算机体系结构(原书第2版)》采用一种独特的现代数字设计方法，先介绍数字逻辑门，接着讲述组合电路和时序电路的设计，并以这些基本的数字逻辑设计概念为基础，重点介绍如何设计实际的MIPS处理器。另外，在全书的实例中运用SystemVerilog和VHDL展示基于CAD的电路设计方法和技术。通过《数字设计和计算机体系结构(原书第2版)》，读者能够构建自己的微处理器，并能够自顶向下地理解微处理器的工作原理。

作者简介

目录信息

出版者的话
译者序
本书赞誉
前言
第1章二进制
1.1课程计划
1.2控制复杂性的艺术
1.2.1抽象
1.2.2约束
1.2.3三Y原则
1.3数字抽象
1.4数制
1.4.1十进制数
1.4.2二进制数
1.4.3十六进制数
1.4.4字节、半字节和全字
1.4.5二进制加法
1.4.6有符号的二进制数
1.5逻辑门
1.5.1非门
1.5.2缓冲器
1.5.3与门
1.5.4或门
1.5.5其他两输入逻辑门
1.5.6多输入门
1.6数字抽象
1.6.1电源电压
1.6.2逻辑电平
1.6.3噪声容限
1.6.4直流电压传输特性
1.6.5静态约束
1.7CMOS晶体管
1.7.1半导体
1.7.2二极管
1.7.3电容
1.7.4nMOS和pMOS晶体管
1.7.5CMOS非门
1.7.6其他CMOS逻辑门
1.7.7传输门
1.7.8类nMOS逻辑
1.8功耗
1.9总结和展望
习题
面试问题
第2章组合逻辑设计
2.1引言
2.2布尔表达式
2.2.1术语
2.2.2与或式
2.2.3或与式
2.3布尔代数
2.3.1公理
2.3.2单变量定理
2.3.3多变量定理
2.3.4定理的统一证明方法
2.3.5等式化简
2.4从逻辑到门
2.5多级组合逻辑
2.5.1减少硬件
2.5.2推气泡
2.6X和Z
2.6.1非法值X
2.6.2浮空值Z
2.7卡诺图
2.7.1画圈的原理
2.7.2卡诺图化简逻辑
2.7.3无关项
2.7.4小结
2.8组合逻辑模块
2.8.1复用器
2.8.2译码器
2.9时序
2.9.1传播延迟和最小延迟
2.9.2毛刺
2.10总结
习题
面试问题
第3章时序逻辑设计
3.1引言
3.2锁存器和触发器
3.2.1SR锁存器
3.2.2D锁存器
3.2.3D触发器
3.2.4寄存器
3.2.5带使能端的触发器
3.2.6带复位功能的触发器
3.2.7晶体管级锁存器和
触发器的设计
3.2.8小结
3.3同步逻辑设计
3.3.1一些有问题的电路
3.3.2同步时序电路
3.3.3同步电路和异步电路
3.4有限状态机
3.4.1有限状态机设计实例
3.4.2状态编码
3.4.3Moore型状态机和Mealy型状态机
3.4.4状态机的分解
3.4.5由电路图导出状态机
3.4.6有限状态机小结
3.5时序逻辑的时序
3.5.1动态约束
3.5.2系统时序
3.5.3时钟偏移
3.5.4亚稳态
3.5.5同步器
3.5.6分辨时间的推导
3.6并行
3.7总结
习题
面试问题
第4章硬件描述语言
4.1引言
4.1.1模块
4.1.2硬件描述语言的起源
4.1.3模拟和综合
4.2组合逻辑
4.2.1位运算符
4.2.2注释和空白
4.2.3缩位运算符
4.2.4条件赋值
4.2.5内部变量
4.2.6优先级
4.2.7数字
4.2.8Z和X
4.2.9位混合
4.2.10延迟
4.3结构化建模
4.4时序逻辑
4.4.1寄存器
5.2.1加法
5.2.2减法
5.2.3比较器
5.2.4算术逻辑单元
5.2.5移位器和循环移位器
5.2.6乘法
5.2.7除法
5.2.8补充阅读
5.3数制
5.3.1定点数
5.3.2浮点数
5.4时序电路模块
5.4.1计数器
5.4.2移位寄存器
5.5存储器阵列
5.5.1概述
5.5.2动态随机访问存储器
5.5.3静态随机访问存储器
5.5.4面积和延迟
5.5.5寄存器文件
5.5.6只读存储器
5.5.7使用存储器阵列的逻辑
5.5.8存储器HDL
5.6逻辑阵列
5.6.1可编程逻辑阵列
5.6.2现场可编程逻辑门阵列
5.6.3阵列实现
5.7总结
习题
面试问题
第6章体系结构
6.1引言
6.2汇编语言
6.2.1指令
6.2.2操作数：寄存器、存储器和常数
6.3机器语言
6.3.1R类型指令
6.3.21类型指令
6.3.3J类型指令
6.3.4解释机器语言代码
6.3.5存储程序
6.4编程
6.4.1算术／逻辑指令
6.4.2分支
6.4.3条件语句
6.4.4循环
6.4.5数组
6.4.6函数调用
6.5寻址方式
6.6编译、汇编和装入
6.6.1内存映射
6.6.2转换成二进制代码和开始执行程序
6.7其他主题
6.7.1伪指令
6.7.2异常
6.7.3有符号指令和无符号指令
6.7.4浮点指令
6.8从现实世界看：x86结构
6.8.1x86寄存器
6.8.2x86操作数
6.8.3状态标志
6.8.4x86指令集
6.8.5x86指令编码
6.8.6x86的其他特性
6.8.7小结
6.9总结
习题
面试问题
第7章微体系结构
7.1引言
7.1.1体系结构状态和指令集
7.1.2设计过程
7.1.3MIPS微体系结构
7.2性能分析
7.3单周期处理器
7.3.1单周期数据路径
7.3.2单周期控制
7.3.3更多指令
7.3.4性能分析
7.4多周期处理器
7.4.1多周期数据路径
7.4.2多周期控制
7.4.3更多指令
7.4.4性能分析
7.5流水线处理器
7.5.1流水线数据路径
7.5.2流水线控制
7.5.3冲突
7.5.4更多指令
7.5.5性能分析
7.6硬件描述语言表示
7.6.1单周期处理器
7.6.2通用模块
7.6.3基准测试程序
7.7异常
7.8高级微体系结构
7.8.1深流水线
7.8.2分支预测
7.8.3超标量处理器
7.8.4乱序处理器
7.8.5寄存器重命名
7.8.6单指令流多数据
7.8.7多线程
7.8.8同构多处理器
7.8.9异构多处理器
7.9从现实世界看：x86微体系结构
7.10总结
习题
面试问题
第8章存储器和输入／输出系统
8.1引言
8.2存储器系统性能分析
8.3高速缓存
8.3.1高速缓存中存放的数据
8.3.2高速缓存中的数据查找
8.3.3数据的替换
8.3.4高级高速缓存设计
8.3.5MIPS高速缓存的发展
8.4虚拟存储器
8.4.1地址转换
8.4.2页表
8.4.3转换后备缓冲器
8.4.4存储器保护
8.4.5替换策略
8.4.6多级页表
8.51／O简介
8.6嵌入式I／O系统
8.6.1PIC32MX675F512H微控制器
8.6.2通用数字I／O
8.6.3串行I／O
8.6.4计时器
8.6.5中断
8.6.6模拟I／O
8.6.7其他微控制器外设
8.7PCI／O系统
8.7.1USB
8.7.2PCI和PCI Express
8.7.3DDR3内存
8.7.4网络
8.7.5SATA
8.7.6连接到PC
8.8从现实世界看：x86存储器和I／O系统
8.8.1x86高速缓存系统
8.8.2x86虚拟存储器
8.8.3x86可编程I／O
8.9总结
后记
习题
面试问题
附录A数字系统实现
附录BMIPS指令
附录CC语言编程
附录DMIPS处理器的FPGA实现
补充阅读
索引
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

http://www.netyi.net/Book/e0e11b00-9a1e-46cf-bddd-28948d5be055.htm

评分☆☆☆☆☆

这本书我当时在设计CPU时细读过6、7章，感觉在实践方面的话是相当不错的。第七章的三个例子都很不错，实践一下对计算机组成和计算机系统结构都有挺大的帮助。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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用户评价

评分☆☆☆☆☆

这本书的章节组织逻辑简直是教科书级别的典范，它采取了一种非常平滑、循序渐进的叙事方式，真正做到了对初学者友好的设计。我发现它不像有些教材那样，上来就抛出一堆晦涩难懂的概念，而是先从最基础、最直观的硬件实现原理入手，用大家都能理解的类比来解释复杂的数字系统操作。比如，在介绍有限状态机的设计流程时，作者并没有直接堆砌状态转移图，而是先用一个实际的例子——比如一个交通信号灯的控制——来引导我们理解状态的定义、输入和输出的关联，这个过程就像是循着一条精心铺设的阶梯向上攀登，每一步都踩得很稳。等到真正进入到高级主题，比如流水线操作或者存储器层次结构时，读者已经对底层的时序逻辑和组合逻辑有了深刻的认识，这样一来，那些原本可能让人望而却步的复杂概念，也变得豁然开朗了。这种结构安排，极大地降低了技术入门的心理门槛，让人有信心去挑战更深层次的知识点。

评分☆☆☆☆☆

这本书在对历史演变和前沿趋势的把握上，展现出了作者深厚的学术功底和敏锐的洞察力。它并非仅仅满足于介绍当前的主流技术，而是花了相当的篇幅去梳理一个概念是如何从早期的真空管电路发展到现在集成电路的形态，这种历史的纵深感，极大地丰富了我对计算机科学的理解。更难能可贵的是，在基础架构讲解之后，它还能适当地穿插对现代处理器设计中一些热点问题的讨论，比如多核并行化面临的挑战，或者新兴的内存技术对传统体系结构的影响。这种既立足经典又展望未来的叙事手法，让读者既能打下坚实的基础，又不至于与当今的技术发展脱节。这种平衡的艺术，在同类书籍中是相当罕见的，它让这本书具有了更长的生命周期和更高的参考价值。

评分☆☆☆☆☆

这本书的装帧设计初上手感觉非常扎实，封面材质有一种低调的质感，让人觉得这本书的内容也必定是经过精心打磨的。我特别喜欢它在字体选择上的克制，既保证了阅读的清晰度，又不会显得过于花哨，这一点对于技术类书籍来说至关重要。内页的纸张选择也十分考究，即使长时间阅读也不会觉得刺眼，这一点对于需要频繁查阅公式和图表的读者来说，简直是福音。我记得在阅读某个关于逻辑门电路实现的部分时，清晰的线条和恰到好处的留白，使得复杂的电路图看起来异常直观，没有丝毫拥挤感。翻阅时，书页的装订牢固度也让人放心，即便是经常需要将书本摊平放在桌面上进行对比学习，也不用担心书脊会过早出现松动或损坏。这种对实体书制作细节的关注，体现了出版方对知识载体的尊重，让学习过程本身也成为一种享受，而不是一种负担。那种沉甸甸的拿在手里的感觉，就像是握住了一份知识的重量，让人不由自主地更加专注。

评分☆☆☆☆☆

我个人对这本书的习题部分给予极高的评价，这绝不是那种敷衍了事的配套练习册。每一章末尾的习题都设计得非常巧妙，它们不仅仅是检验你是否记住了概念，更多的是在考察你将理论应用于实际问题的能力。其中有一些开放性的设计题，要求我们根据特定的性能指标来选择合适的架构方案，这迫使我必须跳出书本上给出的标准模型，去进行深度的权衡和取舍。我记得有道题目是关于如何优化一个简易处理器的指令延迟，我花了整整一个下午的时间，尝试了不同的分支预测策略和缓存大小组合，最后对照参考答案时，那种茅塞顿开的感觉，远比单纯记住一个公式来得更深刻。这些习题的存在，使得这本书从“阅读材料”升华为“实践工具”，真正实现了理论与实践的紧密结合，让知识活了起来，而不是停留在纸面上。

评分☆☆☆☆☆

从翻译质量来看，这个版本的工作做得非常出色，语言流畅自然，完全没有那种生硬的“翻译腔”，读起来非常顺畅。对于那些非常专业且难以找到完美中文对等词汇的技术术语，译者也采用了清晰的脚注或括号解释，确保了理解的准确性。我注意到，很多技术书籍在翻译时，容易在引入新概念时出现歧义，但这本书的译者似乎对原文的上下文有着非常深刻的领悟，使得即使是第一次接触某个复杂概念的读者，也能通过其精炼的中文表述迅速抓住要点。这种高水平的本地化工作，极大地提升了非英语母语读者的学习效率和阅读体验，避免了因为语言障碍而导致的理解偏差，这对于一本深度技术著作来说，是至关重要的一环，体现了译者对读者的责任心。

评分☆☆☆☆☆

从基本的门电路讲到cpu的实现，挺好的

评分☆☆☆☆☆

这本书的数字设计部分，个人感觉一般，不如阎石的《数字电子技术基础》，不过它的介绍更多是为了后面的微体系结构提供知识基础，而阎石的数电的介绍比较通用。微体系结构这章还不错，把基本的流水线 MIPS 处理器原理讲的蛮清楚的。后面的几章的结尾都会结合实际的商业产品的例子，不会因为光有理论知识显得很空。但是，强！烈！不！建！议！看这个第2版的中文版，翻译真的不敢恭维，很多词汇的翻译非常非主流，还有很多地方完全不通顺或者是翻译错的。

评分☆☆☆☆☆

翻译的还不错，一如既往的黑皮书

评分☆☆☆☆☆

翻译的还不错，一如既往的黑皮书