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出版者:

作者:王富荣 编

出品人:

页数:328

译者:

出版时间:2009-3

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787302194934

丛书系列:

图书标签:

• 微机原理
• 汇编语言
• 计算机基础
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《数字电路与逻辑设计基础》 图书简介 在这本书中，我们将踏上一段探索数字世界奥秘的旅程，深入理解我们日常生活中无处不在的数字电子系统的基石。从最基本的逻辑门到复杂的集成电路，本书将带领您系统地学习数字电路的设计、分析和实现方法。我们将重点关注数字逻辑的核心概念，并逐步建立起强大的理论基础和实践技能，使您能够理解并构建现代数字系统的基本单元。 第一部分：数字系统的基础 我们将从最核心的概念入手，介绍数字信号与模拟信号的区别，以及为什么数字系统在现代技术中占据主导地位。 数字信号与模拟信号： 深入探讨两种信号的本质、表示方式以及各自的优缺点。我们将分析为何数字信号因其抗干扰能力强、易于存储和处理而成为现代电子系统的首选。 数制与编码： 学习二进制、十进制、十六进制等常用的数制系统，并理解它们之间的转换方法。这是理解数字电路内部运作的基础。我们将详细介绍各种编码方式，如格雷码、BCD码、ASCII码等，并分析它们在不同应用场景下的特点。 布尔代数与逻辑门： 介绍逻辑代数的基本公理、定理和运算规则。我们将深入讲解AND、OR、NOT、NAND、NOR、XOR、XNOR等基本逻辑门的原理、符号和真值表，并演示如何利用它们构建更复杂的逻辑功能。 第二部分：组合逻辑电路的设计与分析 在掌握了基本逻辑门之后，我们将开始构建更复杂的组合逻辑电路，它们根据当前的输入信号即时产生输出，而与过去的输入无关。 逻辑函数的最小化： 学习卡诺图（Karnaugh Map）和奎因-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）方法，这两种强大的工具能够帮助我们简化复杂的逻辑表达式，从而减少电路的元件数量，提高电路的效率和可靠性。我们将详细讲解这两种方法的步骤和技巧，并通过大量实例来加深理解。 组合逻辑电路的设计实例： 译码器（Decoder）与编码器（Encoder）： 理解译码器如何将二进制地址转换为唯一的输出信号，以及编码器如何将多个输入信号映射到二进制代码。我们将探讨它们在数据选择、地址解码等方面的应用。 多路选择器（Multiplexer）与分路选择器（Demultiplexer）： 学习多路选择器如何根据控制信号从多个输入中选择一个传递到输出，以及分路选择器如何将一个输入信号导向多个输出中的一个。这些电路在数据路由和信号分配中至关重要。 加法器（Adder）与减法器（Subtractor）： 设计和分析半加器、全加器、并行加法器、进位预判加法器等，理解数字系统中实现算术运算的基本原理。 比较器（Comparator）： 学习如何设计电路来比较两个二进制数的大小。 运算器（Arithmetic Logic Unit, ALU）： 了解ALU作为计算机核心运算单元的设计原理，它能执行多种算术和逻辑运算。 组合逻辑电路的故障分析： 探讨组合逻辑电路中可能出现的故障类型（如短路、开路），并学习简单的故障检测方法。 第三部分：时序逻辑电路的设计与分析 与组合逻辑电路不同，时序逻辑电路的输出不仅取决于当前的输入，还取决于电路的“状态”，即过去的输入序列。这是实现记忆和顺序操作的关键。 触发器（Flip-Flop）： 基本触发器： 深入讲解SR触发器、JK触发器、T触发器、D触发器的工作原理，包括它们的时钟控制方式（同步、异步）。我们将详细分析不同触发器的激励表、状态转换图和时序图。 主从型触发器（Master-Slave Flip-Flop）： 理解其结构和工作原理，以及如何解决边沿触发的潜在问题。 边沿触发器（Edge-Triggered Flip-Flop）： 学习如何设计和分析能够响应时钟信号上升沿或下降沿的触发器。 寄存器（Register）： 移位寄存器（Shift Register）： 学习各种类型的移位寄存器，如SISO、SIPO、PISO、PIPO，理解它们如何实现数据的串行-并行转换和并行-串行转换。我们将展示移位寄存器在串行通信、数据延迟等方面的应用。 通用寄存器： 了解通用寄存器如何用于存储和暂存数据。 计数器（Counter）： 异步计数器（Ripple Counter）： 分析异步计数器的工作原理，理解其优点和局限性。 同步计数器（Synchronous Counter）： 学习同步计数器的设计方法，包括行波进位计数器和串行进位计数器，以及更高效的并行进位计数器。我们将详细介绍各种模（Modulus）计数器的设计，如2进制、3进制、5进制计数器。 集成计数器芯片： 介绍常用的集成计数器芯片（如74LS160系列）的使用方法。 应用： 探讨计数器在频率分频、定时、数据采样等领域的应用。 有限状态机（Finite State Machine, FSM）： 状态图与状态表： 学习如何用状态图和状态表来描述一个有限状态机的行为。 摩尔型（Mealy Model）和密里型（Moore Model）FSM： 理解两种FSM模型的区别和联系，以及它们的设计流程。 FSM的设计实例： 设计简单的序列检测器、控制器等FSM。 时序逻辑电路的故障分析： 探讨时序逻辑电路中常见的故障（如卡住的状态、时钟抖动），以及故障分析的方法。 第四部分：存储器与可编程逻辑器件 在本部分，我们将把目光投向更高级的数字系统组成部分，学习如何存储大量数据以及如何利用可编程器件实现灵活的逻辑功能。 半导体存储器： 随机存取存储器（RAM）： 静态RAM（SRAM）： 理解SRAM的结构和工作原理，了解其速度快的特点。 动态RAM（DRAM）： 学习DRAM的结构和刷新机制，理解其存储密度高的优势。 只读存储器（ROM）： 掩膜ROM（MROM）、可编程ROM（PROM）、可擦除可编程ROM（EPROM）、电可擦除可编程ROM（EEPROM）： 介绍不同类型ROM的特点、编程方式和应用。 存储器的扩展： 学习如何通过芯片选通和地址线扩展存储器的容量和位宽。 可编程逻辑器件（PLD）： 可编程只读存储器（PROM）的逻辑功能实现： 演示如何利用PROM实现任意组合逻辑功能。 可编程阵列逻辑（PAL）和通用阵列逻辑（GAL）： 理解PAL和GAL的结构以及它们在实现组合逻辑和部分时序逻辑中的灵活性。 现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）： 简要介绍FPGA和CPLD的基本概念、结构以及它们在现代数字系统设计中的重要性。我们将侧重于介绍它们的基本原理，而不深入到具体的硬件描述语言（HDL）编程。 第五部分：模数转换与数模转换 数字系统往往需要与现实世界的模拟信号进行交互。本部分将介绍实现这种交互的关键技术。 模数转换器（ADC）： 基本原理： 介绍ADC将模拟信号转换为数字信号的基本过程。 常用ADC结构： 学习比较器型ADC、逐次逼近型ADC、双积分型ADC、Σ-Δ型ADC等几种主流ADC的原理、性能特点和适用场景。 数模转换器（DAC）： 基本原理： 介绍DAC将数字信号转换为模拟信号的基本过程。 常用DAC结构： 学习电阻网络型DAC（权电阻型、倒T型）、倒T型电阻网络DAC、R-2R梯形DAC等几种主流DAC的原理和性能指标。 应用： 探讨ADC和DAC在数据采集系统、音频/视频处理、通信系统等领域的广泛应用。 学习目标与本书特色 通过学习本书，您将能够： 扎实掌握数字逻辑的基础理论： 从布尔代数到逻辑门，再到组合逻辑和时序逻辑，构建坚实的理论根基。 熟练运用逻辑设计方法： 掌握卡诺图、状态图等工具，能够独立设计和分析各种数字逻辑电路。 理解数字系统的核心组成： 深入了解寄存器、计数器、存储器等关键模块的工作原理。 认识现代数字技术的发展： 了解可编程逻辑器件在电路设计中的重要作用。 建立解决实际问题的能力： 通过丰富的实例，将理论知识应用于实际问题的分析和解决。 本书的特色在于其循序渐进的教学方法，从最基础的概念开始，逐步深入到更复杂的电路设计。书中配有大量的例题和习题，帮助读者巩固所学知识，并提供详细的解答和分析，促进独立思考。我们还注重原理的透彻讲解，而非仅仅罗列公式和结论，力求让读者真正理解数字电路的“为什么”。同时，本书将理论与应用相结合，通过介绍实际的电路应用场景，激发读者的学习兴趣，并为读者在未来的专业学习和职业发展打下坚实的基础。本书旨在培养读者的逻辑思维能力和系统分析能力，使之能够自信地面对和解决复杂的数字系统设计挑战。

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说实话，我对市面上大多数计算机底层教材都有点“审美疲劳”了，无非就是从图灵机讲到冯·诺依曼结构，再到CPU内部逻辑门电路，恨不得把晶体管的发明历史都写进去。但这本教程给我的感觉明显不一样，它更像是一位经验丰富的老工程师在跟你手把手地传授经验，而不是一位理论教授在做学术报告。我发现它在讲解内存寻址模式时，处理得尤为巧妙。它没有直接抛出一个复杂的表格让你去背诵各种段内、段外、相对、绝对的组合，而是通过一个虚拟的内存布局图，配合几个实际地址的计算例子，让你直观地感受到数据是怎么从物理地址映射到逻辑地址的。这种“可视化”的讲解方式，极大地降低了初学者的理解门槛。更让我惊喜的是，书中对于调试技巧的介绍。它没有仅仅停留在“使用Debug工具”这样的浅层说明，而是深入剖析了如何利用断点、单步跟踪、查看寄存器和内存状态来定位一个常见的程序错误，比如栈溢出或者内存越界。这部分内容对于任何想要深入理解程序执行流程的人来说，都是无价之宝。这种对“如何解决实际问题”的关注，让这本书脱离了纯粹的教科书范畴，更像是一本工程参考手册。阅读过程中，我能明显感觉到作者的目的是让你能“跑起来”代码，而不是仅仅“看懂”代码的语法。

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我过去在学习其他汇编教材时，最大的困惑是理论知识和实际操作之间的巨大鸿沟。很多书会花大量篇幅去解释二进制、十六进制的转换，或者某个CPU指令的全部可选操作数，但当你真正想写点像样的程序时，却发现自己像个无头苍蝇。这本书在这一点上做得非常平衡。它没有回避基础，但也不会在基础细节上做过度的纠缠。例如，它在介绍循环和过程控制时，并没有仅仅停留在使用LOOP指令，而是着重强调了栈的使用，如何利用PUSH和POP来实现子程序的调用与返回，以及如何安全地保存和恢复现场。这一点至关重要，因为它直接关系到编写大型、模块化汇编程序的工程能力。而且，书中提供的代码范例都非常精炼，没有那种为了凑字数而写的冗长代码块。每一个例子都紧密围绕着讲解的知识点，并且在关键代码行后面都加上了作者自己的批注，解释了为什么要这么做，而不是简单地告诉你代码“能跑”。这种深度的注释和讲解，让我感觉作者不是在“展示”代码，而是在“教授”思维。这种注重底层逻辑构建而非表面语法的教学思路，对于建立稳固的汇编知识体系非常有帮助。

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阅读体验方面，这本书的排版和插图设计也值得称赞。虽然封面低调，但内页的排版却非常清晰，代码块和正文的区分度很高，不会出现那种代码和解释混在一起，让人眼花缭乱的情况。特别是那些涉及到位操作和标志寄存器状态变化的图示，制作得非常直观，避免了纯文本描述带来的晦涩感。我特别关注了书中的练习题部分。很多教材的习题要么是概念性的填空，要么就是直接要求写一个完整的程序，缺乏中间层次的训练。这本书的练习设计得很有层次感，从简单的寄存器操作到中等的逻辑判断和循环嵌套，再到最后的综合性应用题，难度是逐步递增的。更重要的是，它并没有直接给出所有答案，而是提供了部分关键步骤的提示，鼓励读者自己去探索和调试，这对于培养独立解决问题的能力至关重要。总的来说，这本书成功地在理论的深度和工程的广度之间找到了一个黄金分割点，让学习微机原理和汇编不再是痛苦的煎熬，而是一场结构清晰、目标明确的技能提升之旅。

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这本《微机原理与汇编语言实用教程》的封面设计倒是挺朴实，蓝白相间的配色，没有什么花里胡哨的东西，让人感觉挺专业。我本来是想找一本能快速上手汇编编程的书，毕竟现在很多大学教材动辄就是理论堆砌，读起来晦涩难懂。拿到手里翻了翻，发现它确实更偏向“实用”二字。比如，书中对8086/8088处理器的架构介绍，没有过多纠缠在历史背景或者过于底层的物理细节上，而是直接切入到寄存器、存储器组织这些程序员最关心的部分。紧接着就是汇编语言的指令集，每一条指令都有清晰的语法解释和详细的用途说明，甚至配了几个小小的代码示例，让你能立刻明白“mov”和“add”这些基础指令在实际操作中是怎么回事。特别值得一提的是，它在讲解数据传输和逻辑运算时，没有停留在理论层面，而是马上引导读者去思考如何用这些指令去实现一个简单的计算器或者文件拷贝的功能。这种“学一点，用一点”的编排方式，对于我这种动手能力强于理论分析的学习者来说，简直是福音。它没有把汇编语言塑造成一个高高在上的学术课题，而是把它当成了一种工具，一种解决实际问题的手段。我尤其喜欢它在介绍中断处理那块，讲解得非常透彻，不仅告诉你中断是什么，更重要的是告诉你怎么通过编程去响应和处理它，这在很多教材里都是一笔带过的内容。总而言之，这本书的价值在于它的实操性和面向应用的视角，让人感觉汇编学习不再是枯燥的背诵，而是变成了一场有趣的工程实践。

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对于我这种已经有些C语言基础的学习者来说，最期待看到的就是汇编语言如何与高级语言进行交互。这本书在这方面的处理，可以说给我带来了不小的启发。它专门有一个章节详细讲解了函数调用约定（Calling Conventions），比如在x86架构下，参数是如何通过栈传递的，返回值又是如何被处理的。这个知识点在很多教材中都是一带而过，但它却是理解操作系统底层、编写驱动程序或者性能优化代码的关键。书中通过对比C语言中一个简单的加法函数和其对应的汇编实现，清晰地展示了高级语言背后到底发生了什么。这种对照式的学习方法，极大地拓宽了我对程序运行机制的理解。不再是仅仅停留在“编译器帮我做了”的层面，而是真正明白了机器是如何一步步执行我们编写的高级指令的。此外，书中还涉及到了一些基础的I/O操作，比如如何通过端口读写数据，虽然篇幅不长，但点到了位，足以让读者搭建起一个对硬件交互的基本概念框架。这本书的实用性并不局限于纯粹的汇编编程，它更像是一把钥匙，能让你窥见操作系统和硬件交互的秘密。

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