计算机组成原理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:杨光煜

出品人:

页数:219

译者:

出版时间:2009-4

价格:24.00元

装帧:

isbn号码:9787111263944

丛书系列:

图书标签:

• 计算机组成原理
• 计算机体系结构
• 数字逻辑
• 汇编语言
• 计算机硬件
• 存储系统
• CPU
• 输入输出
• 流水线
• 并行处理

好的，以下是一本名为《数字逻辑设计与实现》的图书简介，字数大约1500字，内容详尽，不涉及《计算机组成原理》的内容： --- 数字逻辑设计与实现 一本面向工程实践的深度探索 作者： [此处可填写真实的作者姓名] 出版社： [此处可填写真实的出版社名称] ISBN： [此处可填写真实的ISBN] --- 内容概述 《数字逻辑设计与实现》是一本系统而深入的教材与参考书，专注于现代数字系统的基石——数字逻辑电路的设计、分析与实际构建。本书旨在为电子工程、计算机工程、自动化以及相关领域的学生和专业工程师提供坚实的理论基础和丰富的实践经验。我们超越了基础的布尔代数和逻辑门操作，深入探讨了如何将抽象的逻辑概念转化为高性能、高可靠性的实际硬件系统。 本书的核心思想是将理论的严谨性与工程实践的灵活性紧密结合。我们不仅教授“如何做”，更着重于“为什么这样做”，帮助读者建立起对数字系统内在工作机制的深刻理解。从最基本的晶体管开关特性到复杂的系统级抽象，本书提供了一条清晰的学习路径。 核心主题与章节结构 全书内容围绕数字逻辑设计的四个核心维度展开：基础理论、组合逻辑设计、时序逻辑设计和系统实现技术。 第一部分：数字系统的基础与数学工具 本部分奠定了理解后续复杂电路的基础。我们首先回顾了数字信息表示的数学框架，包括不同进制系统、编码标准（如BCD、格雷码）以及它们在硬件中的物理映射。 布尔代数与最小化： 详细阐述了布尔代数的公理和定理，这是逻辑设计的基础语言。重点讲解了如何使用卡诺图（Karnaugh Maps）进行两个到六个变量函数的直观化简，并系统介绍了更通用的Quine-McCluskey（QM）算法，用于处理复杂或多输出函数的精确最小化。我们强调了冗余项、无关项在实际电路成本与性能优化中的作用。 逻辑门与标准系列： 深入分析了不同类型的基本逻辑门（AND, OR, NOT, XOR）的物理实现特性，包括其电压阈值、功耗特性和传播延迟。对比了TTL系列和CMOS系列（特别是标准CMOS、HC、AHC等子系列）的电气参数，指导读者在特定应用场景（如高速、低功耗、高驱动能力）下选择合适的集成电路系列。 第二部分：组合逻辑电路的设计与分析 组合逻辑是数字系统的骨架，本部分致力于教授如何高效地构建不含反馈回路的电路。 组合功能模块设计： 系统地介绍了多路选择器（MUX）、译码器（Decoder）、编码器（Encoder）和数据分配器（Demultiplexer）的设计原理和应用技巧。通过大量实例，展示如何利用这些标准器件实现任意复杂的组合函数，强调器件的级联与资源优化。 算术逻辑单元（ALU）的构建： 这是本部分的高潮。我们不仅讲解了半加器、全加器的构造，还详细推导了串行加法器和并行加法器（如超前加法器，Carry Lookahead Adder）的设计原理，深入剖析了进位传播延迟对系统速度的限制，并介绍了减法运算的实现（如补码系统）。在此基础上，我们拓展到乘法器和除法器的基本结构。 可编程逻辑器件（PLD）基础： 介绍了PROM, PLA, PAL等早期可编程逻辑器件的结构和编程模型，为后续的FPGA/CPLD设计打下概念基础。 第三部分：时序逻辑电路——状态的引入 时序逻辑是实现记忆、计数和控制功能的基础。本部分着重于如何处理时间依赖性和状态存储。 基本存储单元： 从锁存器（Latch）的透明性问题入手，引出对触发器（Flip-Flop）的详细研究，包括SR, D, JK, T型触发器的特性表、状态图和激励表。重点分析了时钟沿的控制（上升沿/下降沿）及其对同步电路的重要性。 时序电路分析与设计： 详细阐述了建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）对系统稳定性的影响，这是实际电路设计中的关键考量。讲解了如何构建同步时序系统，并使用状态图和状态表进行设计，包括状态最小化和毛刺（Glitch）的消除技术。 先进的时序电路： 深入研究了寄存器（Register）、移位寄存器的结构及其在数据并行/串行转换中的应用。重点讲解了同步计数器（如环形计数器、Johnson计数器）的设计与约束。 第四部分：同步系统的高级主题与实现 本部分将理论知识提升到系统层面，关注实际硬件描述和集成。 有限状态机（FSM）模型深化： 详细对比了摩尔（Moore）模型和米利（Mealy）模型的优缺点及其在控制器设计中的适用性。提供了设计复杂控制器（如交通灯控制器、序列检测器）的完整流程，包括状态编码的最佳实践，以减少触发器数量和组合逻辑复杂度。 时序逻辑中的竞争与冒险： 深入探讨了由于信号传播延迟不一致导致的竞争（Race Condition）现象及其对系统功能的影响。系统介绍了如何通过添加同步逻辑或采用同步采样技术来消除这些不可靠因素。 硬件描述语言（HDL）简介与应用范式： 尽管本书侧重于晶体管级和门级设计，但本章引入了VHDL/Verilog作为现代设计工具的视角。重点不是语法教学，而是如何使用HDL来描述组合逻辑和时序逻辑的行为，强调了描述风格（Dataflow, Behavioral, Gate-level）对综合工具生成实际电路的不同影响。 本书特色 1. 深度与广度的平衡： 覆盖了从半导体器件特性到系统级控制器设计的全景图，确保读者既理解底层物理限制，也能掌握顶层设计方法。 2. 强调工程实践： 每章均配有大量的“设计挑战”和“工程案例分析”，探讨了实际芯片（如74系列IC）的非理想特性如何影响理论模型。 3. 面向解决方案的教学： 不仅介绍标准电路，更注重于教授如何从需求出发，通过迭代和优化，最终得到一个满足时序约束的稳定硬件实现。 4. 丰富的图示与例题： 大量使用清晰的逻辑图、时序图和真值表，配合精心设计的习题，强化对抽象概念的直观理解。 《数字逻辑设计与实现》是致力于掌握现代电子和计算系统“硬核”技术的工程师和研究人员不可或缺的参考指南。它将带您跨越逻辑符号的藩篱，亲手构建信息处理的基石。

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