經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版） pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] David Money Harris，Sarah L.Harris 著

圖書標籤:

• 數字設計
• 計算機體係結構
• 計算機科學
• 電子工程
• 原版英文
• 經典教材
• 第二版
• 數字邏輯
• 處理器
• 硬件設計

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111448105

版次：2

商品编码：11384572

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 经典原版书库

开本：16开

出版时间：2014-01-01

用纸：胶版纸

页数：638

正文语种：中文

內容簡介

　　《經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版）》以一種流行的方式介紹瞭從計算機組織和設計到更細節層次的內容，涵蓋瞭數字邏輯設計的主要內容，展示瞭使用VHDL和Verilog這兩種主要硬件描述語言設計MIPS處理器的技術細節，並通過MIPS微處理器的設計強化數字邏輯的概念。《經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版）》的典型特色是將數字邏輯和計算機體係結構融閤，教學內容反映瞭當前數字電路設計的主流方法，並突齣計算機體係結構的工程特點，書中的大量示例及習題設計也可以加強讀者對基本概念和技術的理解和記憶。

內頁插圖

目錄

In Praise of Digital Design and Computer Architecture
Preface
About the Authors
Chapter 1 From Zero to One
Chapter 2 Combinational Logic Design
Chapter 3 Sequential Logic Design
Chapter 4 Hardware Description Languages
Chapter 5 Digital Building Blocks
Chapter 6 Architecture
Chapter 7 Microarchitecture
Chapter 8 Memory and I/O Systems
Appendix A Digital System Implementation
Appendix B MIPS Instructions
Appendix C C Programming
Further Reading
Index

前言/序言

深入探索數字邏輯的基石，揭示現代計算的脈絡 對於那些渴望透徹理解計算機底層運作原理的求知者而言，一本精心打磨的、能夠引導他們穿越數字邏輯的復雜迷宮，直至洞悉現代計算機體係結構的宏偉藍圖的著作，無疑是開啓知識大門的金鑰匙。本書，正是一部肩負此重任的經典之作，它以其嚴謹的學術態度、清晰的邏輯闡述以及豐富翔實的案例，為讀者提供瞭一個係統而深入的學習平颱，無論您是初涉此道的新手，還是希望鞏固和深化已有知識的從業者，都能從中獲益匪淺。 本書旨在全麵而係統地介紹數字設計的基礎概念、核心理論以及在現代計算機體係結構中的實際應用。它不僅僅是一本技術手冊，更是一次智慧的旅程，帶領讀者從最基本的邏輯門電路齣發，逐步構建齣復雜而強大的數字係統。在整個學習過程中，讀者將不僅掌握理論知識，更能培養起分析、設計和優化數字電路和計算機係統的關鍵能力，為未來在計算機科學、電子工程以及相關領域的深造和職業發展奠定堅實的基礎。 第一部分：數字邏輯設計——構建計算世界的基石 數字邏輯是所有數字係統的基石，也是理解計算機工作原理的起點。本書的第一部分將帶領讀者循序漸進地探索數字邏輯的奧秘。 邏輯門與布爾代數： 我們將從最基礎的邏輯門（如AND、OR、NOT、XOR）開始，逐一解析它們的邏輯功能和真值錶。隨後，深入到布爾代數的世界，學習如何使用布爾錶達式來描述和簡化邏輯函數。理解布爾代數的公理和定理，例如德摩根定律、分配律等，是掌握數字邏輯設計的關鍵。我們將通過大量的實例，展示如何將現實世界的問題轉化為布爾錶達式，並利用代數方法對其進行化簡，從而設計齣高效的邏輯電路。 組閤邏輯電路： 在掌握瞭基本邏輯門之後，我們將轉嚮組閤邏輯電路的設計。這類電路的輸齣僅取決於當前輸入，而不受曆史狀態的影響。我們將學習如何設計編碼器、譯碼器、多路選擇器、解多路選擇器等基本組閤邏輯模塊。這些模塊在數據選擇、地址譯碼、信號分配等方麵扮演著至關重要的角色。我們還將學習如何利用卡諾圖（Karnaugh Map）等工具來簡化復雜邏輯函數，以及如何使用硬件描述語言（HDL，如Verilog或VHDL）來描述和實現這些電路，為後續的集成電路設計打下基礎。 序貫邏輯電路： 與組閤邏輯電路不同，序貫邏輯電路的輸齣不僅取決於當前輸入，還與電路的過去狀態有關。這使得序貫邏輯電路能夠記憶信息，是構建存儲器和狀態機的關鍵。我們將詳細介紹觸發器（Flip-Flops），如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器，理解它們的存儲原理和時序特性。在此基礎上，我們將學習如何設計狀態機（State Machines），包括有限狀態機（FSM）的定義、狀態轉移圖和狀態錶的設計。狀態機在控製器設計、數據序列處理等方麵有著廣泛的應用。 存儲器單元： 存儲器是計算機係統不可或缺的組成部分。我們將深入探討各種存儲器單元的結構和工作原理，包括基本的鎖存器（Latches）和觸發器，以及更高級的寄存器（Registers）和計數器（Counters）。理解這些基本存儲單元如何存儲單個比特信息，以及如何組閤形成能夠存儲多個比特的存儲器模塊，是理解計算機內存工作機製的前提。 第二部分：計算機體係結構——解碼指令的執行之路 數字邏輯設計為我們構建瞭計算的基礎，而計算機體係結構則讓我們得以理解這些基礎如何被組織起來，形成能夠執行復雜程序的機器。 指令集體係結構（ISA）： ISA是計算機硬件與軟件之間的接口，定義瞭計算機能夠執行的指令集。我們將深入研究不同類型的指令，包括數據傳送指令、算術邏輯指令、控製流指令（如跳轉和分支）以及輸入/輸齣指令。我們將學習指令的編碼格式，以及指令如何被解碼並映射到硬件操作。理解ISA是理解不同處理器係列（如x86、ARM）差異的關鍵。 中央處理器（CPU）設計： CPU是計算機的大腦，負責執行指令。我們將剖析CPU的核心組件，包括程序計數器（PC）、指令寄存器（IR）、指令譯碼器、算術邏輯單元（ALU）以及寄存器文件。我們將學習CPU的指令周期，包括取指、譯碼、執行、訪存和寫迴這五個基本階段。我們將探討單周期CPU和多周期CPU的設計，以及流水綫技術如何通過並行處理指令來提高CPU的性能。 存儲器係統： 計算機的存儲器係統是一個分層的結構，旨在平衡速度、容量和成本。我們將詳細介紹不同級彆的存儲器，包括寄存器、高速緩存（Cache Memory）、主存儲器（RAM）和輔助存儲器（如硬盤）。我們將深入研究緩存的工作原理，包括緩存的結構（直接映射、組相聯、全相聯）、塊替換策略（LRU、FIFO）和寫策略（寫迴、寫通），理解緩存如何通過局部性原理來減少內存訪問延遲。 輸入/輸齣（I/O）係統： I/O係統負責計算機與外部世界進行數據交換。我們將學習不同的I/O技術，包括程序化I/O、中斷驅動I/O和直接內存訪問（DMA）。我們將瞭解I/O設備控製器的工作原理，以及I/O如何與CPU和內存進行交互，實現數據的輸入和輸齣。 流水綫和並行處理： 為瞭提高計算機的性能，現代處理器廣泛采用流水綫技術。我們將深入研究指令流水綫的各個階段，以及如何處理流水綫冒險（數據冒險、控製冒險、結構冒險）。我們將學習解決冒險的技術，例如流水綫重疊、分支預測和延遲槽。此外，我們還將簡要介紹多核處理器和超綫程等並行處理技術，為理解高性能計算的實現方式提供初步的認識。 數字係統的互連： 計算機係統中的各個組件需要通過總綫進行通信。我們將學習不同類型的總綫，如數據總綫、地址總綫和控製總綫，以及總綫仲裁機製，確保多個設備能夠有效地共享總綫。 本書特色與學習路徑 本書最大的特色在於其係統性和循序漸進的學習路徑。它從最基本的邏輯門齣發，一步一步地引導讀者構建起復雜的數字係統，並最終理解現代計算機體係結構的方方麵麵。每一章節都建立在前一章節的基礎上，確保讀者能夠紮實地掌握核心概念。 本書的另一個突齣優點是其理論與實踐相結閤的教學方式。在講解理論知識的同時，本書提供瞭大量的圖例、流程圖和錶格，使得抽象的概念得以可視化，更容易理解。書中還穿插瞭經典的示例和習題，鼓勵讀者動手實踐，鞏固所學知識。對於那些希望進一步深入探索的讀者，本書還提供瞭硬件描述語言（HDL）的介紹，為讀者打開瞭通往實際芯片設計的大門。 對於初學者而言，本書的建議學習路徑是：從第一部分的數字邏輯基礎開始，逐步深入到組閤邏輯和序貫邏輯的設計。在對數字邏輯有瞭充分的理解後，再進入第二部分的計算機體係結構，將抽象的指令執行過程與之前學習的邏輯電路聯係起來。例如，理解ALU的工作原理時，就可以迴顧組閤邏輯的設計；理解寄存器文件時，可以將其看作是多個寄存器的集閤。 對於有一定基礎的學習者，本書可以幫助他們係統地梳理和深化知識體係。可以根據自身的需求，選擇性地閱讀某些章節，例如，如果對CPU設計更感興趣，可以重點關注CPU部分，並將其與ISA、存儲器係統等知識聯係起來。 總而言之，本書是一本不可多得的經典教材，它為讀者提供瞭一條清晰、全麵且深入的道路，通往數字設計和計算機體係結構的廣闊天地。通過學習本書，您將不僅獲得寶貴的知識和技能，更將培養齣對計算科學深厚而持久的興趣。它是一份獻給所有渴望理解“計算機如何思考”的讀者的厚禮。

评分☆☆☆☆☆

我是一名業餘的電子愛好者，對各種電子元件和電路都充滿瞭濃厚的興趣。最近，我開始對數字電路設計産生瞭濃厚的興趣，尤其是想瞭解那些構成我們日常生活中各種電子設備（從簡單的計算器到復雜的智能手機）的核心部件是如何工作的。《經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版）》這本書，在我看來，提供瞭一個絕佳的起點。我設想書中會從最基本的邏輯門開始，一步步引導讀者理解如何將這些基本單元組閤起來，構建齣更復雜的邏輯功能。我非常期待看到書中關於組閤邏輯和時序邏輯電路的設計方法，以及如何利用這些工具來設計計數器、移位寄存器等關鍵的數字模塊。而且，這本書的書名中包含瞭“計算機體係結構”，這讓我猜測它還會涉及到如何將這些數字設計應用到更宏觀的層麵，例如CPU的設計，存儲器的組織等等。雖然我可能不會深入到寫代碼的程度，但我渴望理解這些概念背後的原理，能夠讓我更加清晰地認識到，那些看似神奇的電子産品，背後其實是精巧的數字邏輯在驅動。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即將步入大學的計算機科學專業的學生，對於未來要學習的專業知識充滿瞭期待和一點小小的迷茫。《經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版）》這本書，是我在谘詢瞭學長學姐和老師後，被強烈推薦的一本。他們都說這本書是學習計算機底層知識的“聖經”，非常經典。我聽說這本書的作者在計算機科學領域非常有影響力，他們的講解方式一定非常權威和係統。我非常期待通過這本書，能夠係統地學習到數字電路的基礎知識，比如邏輯門、組閤邏輯、時序邏輯等等，這些都是構成計算機最基本的元素。然後，更進一步，瞭解計算機是如何構建這些邏輯門來形成更復雜的單元，比如加法器、寄存器，直到最後構成整個CPU。我也非常期待書中關於計算機體係結構的介紹，瞭解不同類型的指令集，不同年代的CPU設計演進，以及內存的層次結構和工作原理。我希望這本書能夠讓我對計算機科學有一個“由內而外”的全麵認識，為我接下來的大學學習打下堅實的基礎，讓我能夠更加從容地麵對未來的挑戰。

评分☆☆☆☆☆

我最近剛開始學習數字邏輯設計，一直對計算機底層是如何工作的感到非常好奇。在網上看瞭很多關於這個主題的書籍介紹，最終被《經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版）》這本書吸引瞭。雖然我還沒有深入閱讀這本書，但光是看它的目錄和一些用戶評論，就覺得它涵蓋瞭從最基礎的邏輯門電路，到更復雜的處理器設計，整個流程都講得非常清晰。特彆是看到裏麵提到瞭Verilog和VHDL這些硬件描述語言，這正是我非常想掌握的技能。我希望這本書能夠幫助我理解那些抽象的數字信號是如何最終構成我們每天都在使用的計算機的。我之前嘗試過一些中文的入門書籍，但總覺得有些地方講得不夠透徹，不夠係統。而這本原版書，我期待它能提供更深入、更專業的視角，讓我真正地“看見”計算機的骨骼和脈絡。聽說這本書的習題也非常豐富，這對我這種需要大量練習來鞏固知識的人來說，簡直是福音。我非常期待能夠通過這本書，一步步建立起我對數字設計和計算機體係結構的堅實基礎，未來能夠更加自信地進行相關的學習和研究。

评分☆☆☆☆☆

作為一個有多年軟件開發經驗的開發者，我一直覺得我對計算機的理解停留在“黑箱”層麵。我熟悉如何調用API，如何編寫高效的算法，但對於我編寫的代碼是如何在底層被執行的，我總覺得缺乏一個完整的圖景。最近，我偶然間看到瞭《經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版）》這本書，它引起瞭我極大的興趣。我設想這本書會詳細地介紹CPU的指令集架構，它會解釋為什麼某些代碼會比其他代碼運行得更快，以及內存管理、緩存機製這些我常常在性能調優時需要考慮的方麵，在硬件層麵是如何實現的。我希望這本書能夠填補我在計算機體係結構知識上的空白，讓我從一個更加宏觀和底層的角度來審視軟件的運行。我特彆好奇書中對於流水綫技術、分支預測等現代CPU設計中的關鍵技術的講解，以及這些技術是如何在硬件層麵實現對程序執行效率的極大提升的。如果這本書能夠幫助我理解這些，那麼我今後在進行軟件設計和性能優化時，一定能擁有更深刻的洞察力，寫齣更優雅、更高效的代碼。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，研究方嚮是計算機視覺，雖然我的工作主要集中在高層級的算法和模型設計上，但最近在處理一些涉及到實時性要求的項目時，我越來越感受到對底層硬件性能的瓶頸的限製。我開始反思，如果我能更深入地理解CPU的架構，理解內存訪問的延遲，理解並行計算的原理，我是否能設計齣更適閤硬件特性的算法，從而獲得更好的性能。《經典原版書庫：數字設計和計算機體係結構（英文版）（第2版）》這本書，在我看來，似乎正是解決我這種“知其然而不知其所以然”的睏境的絕佳選擇。我期望書中能夠詳細闡述現代處理器是如何執行指令的，例如流水綫、超標量、亂序執行等技術，以及它們對程序性能的影響。我也非常期待瞭解現代內存體係結構，如多級緩存、內存帶寬等，以及它們如何影響數據訪問的效率。如果這本書能幫助我建立起一個更清晰的硬件-軟件協同工作的模型，讓我能從硬件的角度去優化我的算法設計，那我將受益匪淺。

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趁着搞活动赶紧买了放家里，以后慢慢看。

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比较好

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是正版的全英文书，需要有一定的基础才能看。

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看论坛里推荐买的 比较靠谱

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这本书看起来还挺不错的

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好好好好好好好好好好好好好好好好好

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内容很好，慢慢看的书

评分☆☆☆☆☆

讲真，英文书看不太习惯，但是希望自己能看完。

评分☆☆☆☆☆

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