经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（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

图书标签:

• 数字设计
• 计算机体系结构
• 计算机科学
• 电子工程
• 原版英文
• 经典教材
• 第二版
• 数字逻辑
• 处理器
• 硬件设计

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

内容简介

　　《经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（英文版）（第2版）》以一种流行的方式介绍了从计算机组织和设计到更细节层次的内容，涵盖了数字逻辑设计的主要内容，展示了使用VHDL和Verilog这两种主要硬件描述语言设计MIPS处理器的技术细节，并通过MIPS微处理器的设计强化数字逻辑的概念。《经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（英文版）（第2版）》的典型特色是将数字逻辑和计算机体系结构融合，教学内容反映了当前数字电路设计的主流方法，并突出计算机体系结构的工程特点，书中的大量示例及习题设计也可以加强读者对基本概念和技术的理解和记忆。

内页插图

目录

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

深入探索数字逻辑的基石，揭示现代计算的脉络 对于那些渴望透彻理解计算机底层运作原理的求知者而言，一本精心打磨的、能够引导他们穿越数字逻辑的复杂迷宫，直至洞悉现代计算机体系结构的宏伟蓝图的著作，无疑是开启知识大门的金钥匙。本书，正是一部肩负此重任的经典之作，它以其严谨的学术态度、清晰的逻辑阐述以及丰富翔实的案例，为读者提供了一个系统而深入的学习平台，无论您是初涉此道的新手，还是希望巩固和深化已有知识的从业者，都能从中获益匪浅。 本书旨在全面而系统地介绍数字设计的基础概念、核心理论以及在现代计算机体系结构中的实际应用。它不仅仅是一本技术手册，更是一次智慧的旅程，带领读者从最基本的逻辑门电路出发，逐步构建出复杂而强大的数字系统。在整个学习过程中，读者将不仅掌握理论知识，更能培养起分析、设计和优化数字电路和计算机系统的关键能力，为未来在计算机科学、电子工程以及相关领域的深造和职业发展奠定坚实的基础。 第一部分：数字逻辑设计——构建计算世界的基石 数字逻辑是所有数字系统的基石，也是理解计算机工作原理的起点。本书的第一部分将带领读者循序渐进地探索数字逻辑的奥秘。 逻辑门与布尔代数： 我们将从最基础的逻辑门（如AND、OR、NOT、XOR）开始，逐一解析它们的逻辑功能和真值表。随后，深入到布尔代数的世界，学习如何使用布尔表达式来描述和简化逻辑函数。理解布尔代数的公理和定理，例如德摩根定律、分配律等，是掌握数字逻辑设计的关键。我们将通过大量的实例，展示如何将现实世界的问题转化为布尔表达式，并利用代数方法对其进行化简，从而设计出高效的逻辑电路。 组合逻辑电路： 在掌握了基本逻辑门之后，我们将转向组合逻辑电路的设计。这类电路的输出仅取决于当前输入，而不受历史状态的影响。我们将学习如何设计编码器、译码器、多路选择器、解多路选择器等基本组合逻辑模块。这些模块在数据选择、地址译码、信号分配等方面扮演着至关重要的角色。我们还将学习如何利用卡诺图（Karnaugh Map）等工具来简化复杂逻辑函数，以及如何使用硬件描述语言（HDL，如Verilog或VHDL）来描述和实现这些电路，为后续的集成电路设计打下基础。 序贯逻辑电路： 与组合逻辑电路不同，序贯逻辑电路的输出不仅取决于当前输入，还与电路的过去状态有关。这使得序贯逻辑电路能够记忆信息，是构建存储器和状态机的关键。我们将详细介绍触发器（Flip-Flops），如SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，理解它们的存储原理和时序特性。在此基础上，我们将学习如何设计状态机（State Machines），包括有限状态机（FSM）的定义、状态转移图和状态表的设计。状态机在控制器设计、数据序列处理等方面有着广泛的应用。 存储器单元： 存储器是计算机系统不可或缺的组成部分。我们将深入探讨各种存储器单元的结构和工作原理，包括基本的锁存器（Latches）和触发器，以及更高级的寄存器（Registers）和计数器（Counters）。理解这些基本存储单元如何存储单个比特信息，以及如何组合形成能够存储多个比特的存储器模块，是理解计算机内存工作机制的前提。 第二部分：计算机体系结构——解码指令的执行之路 数字逻辑设计为我们构建了计算的基础，而计算机体系结构则让我们得以理解这些基础如何被组织起来，形成能够执行复杂程序的机器。 指令集体系结构（ISA）： ISA是计算机硬件与软件之间的接口，定义了计算机能够执行的指令集。我们将深入研究不同类型的指令，包括数据传送指令、算术逻辑指令、控制流指令（如跳转和分支）以及输入/输出指令。我们将学习指令的编码格式，以及指令如何被解码并映射到硬件操作。理解ISA是理解不同处理器系列（如x86、ARM）差异的关键。 中央处理器（CPU）设计： CPU是计算机的大脑，负责执行指令。我们将剖析CPU的核心组件，包括程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器、算术逻辑单元（ALU）以及寄存器文件。我们将学习CPU的指令周期，包括取指、译码、执行、访存和写回这五个基本阶段。我们将探讨单周期CPU和多周期CPU的设计，以及流水线技术如何通过并行处理指令来提高CPU的性能。 存储器系统： 计算机的存储器系统是一个分层的结构，旨在平衡速度、容量和成本。我们将详细介绍不同级别的存储器，包括寄存器、高速缓存（Cache Memory）、主存储器（RAM）和辅助存储器（如硬盘）。我们将深入研究缓存的工作原理，包括缓存的结构（直接映射、组相联、全相联）、块替换策略（LRU、FIFO）和写策略（写回、写通），理解缓存如何通过局部性原理来减少内存访问延迟。 输入/输出（I/O）系统： I/O系统负责计算机与外部世界进行数据交换。我们将学习不同的I/O技术，包括程序化I/O、中断驱动I/O和直接内存访问（DMA）。我们将了解I/O设备控制器的工作原理，以及I/O如何与CPU和内存进行交互，实现数据的输入和输出。 流水线和并行处理： 为了提高计算机的性能，现代处理器广泛采用流水线技术。我们将深入研究指令流水线的各个阶段，以及如何处理流水线冒险（数据冒险、控制冒险、结构冒险）。我们将学习解决冒险的技术，例如流水线重叠、分支预测和延迟槽。此外，我们还将简要介绍多核处理器和超线程等并行处理技术，为理解高性能计算的实现方式提供初步的认识。 数字系统的互连： 计算机系统中的各个组件需要通过总线进行通信。我们将学习不同类型的总线，如数据总线、地址总线和控制总线，以及总线仲裁机制，确保多个设备能够有效地共享总线。 本书特色与学习路径 本书最大的特色在于其系统性和循序渐进的学习路径。它从最基本的逻辑门出发，一步一步地引导读者构建起复杂的数字系统，并最终理解现代计算机体系结构的方方面面。每一章节都建立在前一章节的基础上，确保读者能够扎实地掌握核心概念。 本书的另一个突出优点是其理论与实践相结合的教学方式。在讲解理论知识的同时，本书提供了大量的图例、流程图和表格，使得抽象的概念得以可视化，更容易理解。书中还穿插了经典的示例和习题，鼓励读者动手实践，巩固所学知识。对于那些希望进一步深入探索的读者，本书还提供了硬件描述语言（HDL）的介绍，为读者打开了通往实际芯片设计的大门。 对于初学者而言，本书的建议学习路径是：从第一部分的数字逻辑基础开始，逐步深入到组合逻辑和序贯逻辑的设计。在对数字逻辑有了充分的理解后，再进入第二部分的计算机体系结构，将抽象的指令执行过程与之前学习的逻辑电路联系起来。例如，理解ALU的工作原理时，就可以回顾组合逻辑的设计；理解寄存器文件时，可以将其看作是多个寄存器的集合。 对于有一定基础的学习者，本书可以帮助他们系统地梳理和深化知识体系。可以根据自身的需求，选择性地阅读某些章节，例如，如果对CPU设计更感兴趣，可以重点关注CPU部分，并将其与ISA、存储器系统等知识联系起来。 总而言之，本书是一本不可多得的经典教材，它为读者提供了一条清晰、全面且深入的道路，通往数字设计和计算机体系结构的广阔天地。通过学习本书，您将不仅获得宝贵的知识和技能，更将培养出对计算科学深厚而持久的兴趣。它是一份献给所有渴望理解“计算机如何思考”的读者的厚礼。

评分☆☆☆☆☆

我是一名研究生，研究方向是计算机视觉，虽然我的工作主要集中在高层级的算法和模型设计上，但最近在处理一些涉及到实时性要求的项目时，我越来越感受到对底层硬件性能的瓶颈的限制。我开始反思，如果我能更深入地理解CPU的架构，理解内存访问的延迟，理解并行计算的原理，我是否能设计出更适合硬件特性的算法，从而获得更好的性能。《经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（英文版）（第2版）》这本书，在我看来，似乎正是解决我这种“知其然而不知其所以然”的困境的绝佳选择。我期望书中能够详细阐述现代处理器是如何执行指令的，例如流水线、超标量、乱序执行等技术，以及它们对程序性能的影响。我也非常期待了解现代内存体系结构，如多级缓存、内存带宽等，以及它们如何影响数据访问的效率。如果这本书能帮助我建立起一个更清晰的硬件-软件协同工作的模型，让我能从硬件的角度去优化我的算法设计，那我将受益匪浅。

评分☆☆☆☆☆

作为一个有多年软件开发经验的开发者，我一直觉得我对计算机的理解停留在“黑箱”层面。我熟悉如何调用API，如何编写高效的算法，但对于我编写的代码是如何在底层被执行的，我总觉得缺乏一个完整的图景。最近，我偶然间看到了《经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（英文版）（第2版）》这本书，它引起了我极大的兴趣。我设想这本书会详细地介绍CPU的指令集架构，它会解释为什么某些代码会比其他代码运行得更快，以及内存管理、缓存机制这些我常常在性能调优时需要考虑的方面，在硬件层面是如何实现的。我希望这本书能够填补我在计算机体系结构知识上的空白，让我从一个更加宏观和底层的角度来审视软件的运行。我特别好奇书中对于流水线技术、分支预测等现代CPU设计中的关键技术的讲解，以及这些技术是如何在硬件层面实现对程序执行效率的极大提升的。如果这本书能够帮助我理解这些，那么我今后在进行软件设计和性能优化时，一定能拥有更深刻的洞察力，写出更优雅、更高效的代码。

评分☆☆☆☆☆

我最近刚开始学习数字逻辑设计，一直对计算机底层是如何工作的感到非常好奇。在网上看了很多关于这个主题的书籍介绍，最终被《经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（英文版）（第2版）》这本书吸引了。虽然我还没有深入阅读这本书，但光是看它的目录和一些用户评论，就觉得它涵盖了从最基础的逻辑门电路，到更复杂的处理器设计，整个流程都讲得非常清晰。特别是看到里面提到了Verilog和VHDL这些硬件描述语言，这正是我非常想掌握的技能。我希望这本书能够帮助我理解那些抽象的数字信号是如何最终构成我们每天都在使用的计算机的。我之前尝试过一些中文的入门书籍，但总觉得有些地方讲得不够透彻，不够系统。而这本原版书，我期待它能提供更深入、更专业的视角，让我真正地“看见”计算机的骨骼和脉络。听说这本书的习题也非常丰富，这对我这种需要大量练习来巩固知识的人来说，简直是福音。我非常期待能够通过这本书，一步步建立起我对数字设计和计算机体系结构的坚实基础，未来能够更加自信地进行相关的学习和研究。

评分☆☆☆☆☆

我是一名即将步入大学的计算机科学专业的学生，对于未来要学习的专业知识充满了期待和一点小小的迷茫。《经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（英文版）（第2版）》这本书，是我在咨询了学长学姐和老师后，被强烈推荐的一本。他们都说这本书是学习计算机底层知识的“圣经”，非常经典。我听说这本书的作者在计算机科学领域非常有影响力，他们的讲解方式一定非常权威和系统。我非常期待通过这本书，能够系统地学习到数字电路的基础知识，比如逻辑门、组合逻辑、时序逻辑等等，这些都是构成计算机最基本的元素。然后，更进一步，了解计算机是如何构建这些逻辑门来形成更复杂的单元，比如加法器、寄存器，直到最后构成整个CPU。我也非常期待书中关于计算机体系结构的介绍，了解不同类型的指令集，不同年代的CPU设计演进，以及内存的层次结构和工作原理。我希望这本书能够让我对计算机科学有一个“由内而外”的全面认识，为我接下来的大学学习打下坚实的基础，让我能够更加从容地面对未来的挑战。

评分☆☆☆☆☆

我是一名业余的电子爱好者，对各种电子元件和电路都充满了浓厚的兴趣。最近，我开始对数字电路设计产生了浓厚的兴趣，尤其是想了解那些构成我们日常生活中各种电子设备（从简单的计算器到复杂的智能手机）的核心部件是如何工作的。《经典原版书库：数字设计和计算机体系结构（英文版）（第2版）》这本书，在我看来，提供了一个绝佳的起点。我设想书中会从最基本的逻辑门开始，一步步引导读者理解如何将这些基本单元组合起来，构建出更复杂的逻辑功能。我非常期待看到书中关于组合逻辑和时序逻辑电路的设计方法，以及如何利用这些工具来设计计数器、移位寄存器等关键的数字模块。而且，这本书的书名中包含了“计算机体系结构”，这让我猜测它还会涉及到如何将这些数字设计应用到更宏观的层面，例如CPU的设计，存储器的组织等等。虽然我可能不会深入到写代码的程度，但我渴望理解这些概念背后的原理，能够让我更加清晰地认识到，那些看似神奇的电子产品，背后其实是精巧的数字逻辑在驱动。

评分☆☆☆☆☆

这本书涵盖了数电数逻fpga的内容 详细 很好

评分☆☆☆☆☆

比较好

评分☆☆☆☆☆

当大家看到我的这一篇评价时，表示我对产品是认可的，尽管我此刻的评论是复制黏贴的。这一方面是为了肯定商家的服务，另一方面是为了节省自己的时间，因为差评我会直接说为什么的。所以大家就当作是产品质量合格的意思来看就行了。最后祝京东越做越好，大家幸福平安，中华民族繁荣昌盛。

评分☆☆☆☆☆

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这本书看起来还挺不错的

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真的还不错，加上优惠券会比较便宜

评分☆☆☆☆☆

趁着搞活动赶紧买了放家里，以后慢慢看。