微型计算机基本原理与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:王克义

出品人:

页数:534

译者:

出版时间:2010-7

价格:60.00元

装帧:

isbn号码:9787301165546

丛书系列:

图书标签:

• 计算机
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《数字世界的基石：微处理器与嵌入式系统揭秘》 本书旨在为读者揭示现代数字世界的基石——微处理器及其在嵌入式系统中的广泛应用。不同于对具体应用案例的浅尝辄止，本书深入探究了微处理器工作的核心原理，从最基础的逻辑门电路出发，循序渐进地构建起对复杂指令集、存储器管理、中断处理等关键概念的理解。我们将一起剖析微处理器的内部结构，了解其如何执行程序指令，如何与外部设备进行交互，以及如何优化性能以满足日益增长的计算需求。 本书的内容将涵盖以下几个核心方面： 第一部分：微处理器核心原理的构建 数字逻辑基础回顾： 我们将从最基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR等）开始，逐步介绍组合逻辑和时序逻辑电路的设计与工作原理。这将为理解微处理器内部的运算单元和控制单元打下坚实基础。我们将通过实际的逻辑门组合来理解如何实现基本的算术运算，例如加法器和减法器。 数据表示与运算： 深入探讨计算机内部数据是如何表示的，包括二进制、补码、浮点数等，以及微处理器如何执行这些数据的加、减、乘、除等算术运算和逻辑运算。我们将分析运算单元（ALU）的设计，理解其如何根据指令完成不同类型的运算。 指令集架构（ISA）的演进与解析： 了解不同类型的指令集架构，例如精简指令集（RISC）和复杂指令集（CISC）的特点与优劣。我们将详细解析典型的指令格式，理解指令的编码方式、寻址模式以及指令执行的流水线机制。这将帮助读者理解程序是如何被转化为微处理器能够执行的机器语言的。 存储器层次结构与管理： 探讨计算机存储器的工作原理，从高速缓存（Cache）到主存储器（RAM），再到辅助存储器（硬盘）。我们将深入理解存储器管理单元（MMU）的作用，包括虚拟内存、分页、分段等机制，以及它们如何影响程序的运行效率和安全性。 中断与异常处理： 阐述中断和异常在计算机系统中的作用，以及微处理器如何响应和处理这些事件。我们将分析中断控制器的工作原理，理解中断向量表和中断服务程序的概念，以及它们在实现多任务和响应外部事件中的关键作用。 第二部分：嵌入式系统的设计与实现 嵌入式系统概述： 介绍嵌入式系统的定义、特点、组成部分以及其在各个领域的广泛应用，例如消费电子、工业自动化、汽车电子、医疗设备等。我们将分析嵌入式系统与通用计算机系统的区别，强调其对功耗、实时性、成本和可靠性的特殊要求。 微控制器（MCU）的体系结构： 重点介绍微控制器的核心结构，包括CPU、存储器（RAM, ROM/Flash）、输入/输出（I/O）端口、定时器、中断控制器、通信接口（UART, SPI, I2C等）以及模数/数模转换器（ADC/DAC）等外设。我们将解析不同类型MCU的架构特点，帮助读者选择合适的MCU进行开发。 嵌入式软件开发流程： 详细介绍嵌入式软件从需求分析、系统设计、编码实现、编译链接到调试烧录的完整开发流程。我们将探讨交叉编译环境的搭建与使用，以及如何利用仿真器和调试器进行高效的软件开发。 实时操作系统（RTOS）的概念与应用： 深入理解实时操作系统在嵌入式系统中的重要性。我们将介绍RTOS的核心概念，如任务管理、任务调度、进程间通信（IPC）、同步与互斥机制（信号量、互斥锁等）以及中断服务例程（ISR）与RTOS的交互。本书将分析主流RTOS的特点，并提供基于RTOS的典型应用案例。 外设接口与驱动程序开发： 讲解如何通过MCU的各种硬件接口与外部传感器、执行器、显示器、通信模块等进行连接和通信。我们将重点介绍常见的通信协议（如UART, SPI, I2C, CAN等）的工作原理，并指导读者如何编写高效、可靠的设备驱动程序。 嵌入式系统调试与优化： 探讨嵌入式系统在开发过程中常见的调试技巧和方法，包括硬件调试（JTAG, SWD）、逻辑分析仪的使用，以及软件调试中的断点设置、变量监视、内存查看等。同时，我们将介绍系统性能优化、功耗管理以及提高代码可靠性的策略。 通过本书的学习，读者将不再仅仅停留在对“微型计算机”这一名词的认知层面，而是能够深入理解其内在的工作机制，掌握构建和应用嵌入式系统的核心技术。本书力求理论与实践相结合，通过大量的图示和示例，帮助读者建立清晰的认知框架，为将来从事相关领域的学习和工作打下坚实的基础。

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初次接触这个领域时，我最怕的就是遇到那种“黑话”满天飞的教材，让人读完一页也摸不着头脑。然而，这本书的语言风格简直是教科书式的清流。作者似乎有着一种神奇的能力，能把极其晦涩难懂的技术概念，用我们日常生活中都能理解的类比和比喻来解释。比如，讲解CPU的工作流程时，作者没有直接抛出复杂的时序图，而是将其比喻成一个高效的厨房流水线，不同的“工人”（模块）各司其职，有条不紊。这种叙述方式极大地降低了我的学习门槛，让我不再畏惧那些复杂的底层逻辑。更难能可贵的是，它在保持严谨性的同时，始终保持着一种鼓励探索的语气，让你觉得学习新知是一件令人兴奋的事情，而不是一项艰巨的任务。这种亲切又专业的叙述口吻，让我感觉就像是请了一位经验丰富、又极其耐心的导师在身边指导一样。

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令人印象深刻的是这本书在知识体系构建上的宏大视野。它没有将各个知识点孤立地看待，而是巧妙地构建了一个相互关联的网络。当我们学习到内存管理时，作者会立刻回溯到数据结构和编程语言的底层特性，然后展望到操作系统是如何调度这些资源的。这种“前后呼应，融会贯通”的编排，使得知识不再是零散的碎片，而是一个完整的体系。读完一个大的模块后，我能清晰地看到这个知识点在整个计算机科学大厦中所处的位置及其重要性。这种整体性的把握，对于培养读者的系统思维能力至关重要。它教会我的不仅仅是“是什么”和“怎么做”，更重要的是“为什么是这样”，这种对根本原理的深究，才是真正让人功力大增的关键。

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这本书的排版和设计真的很有心思，拿到手上就能感觉到作者对知识的尊重。封面那种略带复古的蓝色调，配上清晰的字体，让人立刻产生一种沉下心来阅读的冲动。内页的纸张质量也很好，长时间阅读眼睛不会感到疲劳，这一点对于学习技术类书籍来说太重要了。我特别喜欢它在章节结构上的安排，每一个知识点都是层层递进的，从最基础的概念入手，然后逐步深入到复杂的应用场景。比如，当我还在为某个硬件接口的工作原理感到困惑时，作者总能及时插入一些图示或者表格来帮助我理解。那些图表的设计非常直观，不像有些教材那样只是简单地堆砌文字。这本书的“导读”部分也做得非常到位，它不仅仅是告诉你这本书讲了什么，更像是在和你进行一次深入的对话，让你明白学习这些知识的价值所在。整体来看，这本书的物理呈现本身就是一种阅读体验的提升，让人觉得这不是一本枯燥的教科书，而是一件值得收藏的学习工具。

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这本书对前沿技术的覆盖和前瞻性处理，体现了作者紧跟时代脉搏的敏锐嗅觉。虽然它基础扎实，但绝非一本过时的参考书。在讨论传统架构的同时，作者还特辟章节探讨了新兴的计算范式和硬件加速技术的发展趋势。他并没有简单地罗列这些新技术，而是深入分析了它们产生的原因以及对未来计算模式可能带来的颠覆性影响。这种对未来趋势的理性预判和审慎分析，极大地拓宽了我的视野，让我不仅仅关注眼前的技术栈，还能站在更高的维度去思考技术演进的方向。阅读过程中，我能感受到作者的严谨和客观，他既赞扬了新技术的潜力，也指出了其目前存在的局限性，避免了盲目跟风，提供了更具批判性的视角。这对于任何一个希望在技术领域保持长期竞争力的学习者来说，都是极其宝贵的财富。

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这本书的实用价值远超出了我的预期。我原本以为它会停留在理论的阐述上，但事实证明，它对实际操作的指导性极强。书中提供的案例和项目不仅贴合当前的技术热点，而且每一步的实施过程都描述得详尽无遗，几乎可以让你直接复制粘贴运行。我尝试跟着书中的一个小型项目进行实践，从硬件选型到软件配置，每一步都标注了可能会遇到的常见错误及其解决方案。这极大地节省了我自己摸索的时间，避免了我在论坛上漫无目的地搜索答案。特别是关于系统优化的章节，它不是泛泛而谈，而是给出了具体的参数调整建议和测试方法，让理论知识真正转化成了生产力。对于那些希望将所学知识快速应用到工作或个人项目中的读者来说，这本书简直是一本“实战手册”。

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教师节了，突然想起王克义老师，很可爱的老先生，认真讲课，辅导我毕业论文，还有吐槽我就会欺负我老公...希望老师一切都好！

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