逻辑与计算机设计基础(原书第4版)
《逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》
基本信息
作者： (美)马诺(Mano.M.M.) (美)凯姆(Kime,C.R.)
译者： 邝继顺
丛书名： 计算机科学丛书
出版社：机械工业出版社
ISBN：9787111373117
上架时间：2012-6-27
出版日期：2012 年6月
开本：16开
页码：1
版次：1-1
所属分类： 计算机
基本信息
作者： (美)马诺(Mano.M.M.) (美)凯姆(Kime,C.R.)
译者： 邝继顺
丛书名： 计算机科学丛书
出版社：机械工业出版社
ISBN：9787111373117
上架时间：2012-6-27
出版日期：2012 年6月
开本：16开
页码：1
版次：1-1
所属分类： 计算机
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逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》
内容简介
计算机书籍
《逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》以一台通用计算机为线索，由浅入深地讲解了逻辑设计、数字系统设计和计算机设计。其中，第1章到第5章为逻辑设计，包括数字系统与信息、组合逻辑电路及其设计、算术功能块与硬件描述语言以及时序电路；第6章到第8章为数字系统设计，包括可选的设计话题：数据通路、算术逻辑单元、移位寄存器、一个简单计算机的结构、单周期硬连线控制、多周期硬连线控制等，寄存器与寄存器传输以及存储器基础；第9章到第13章为计算机设计，包括计算机设计基础、指令集结构、risc与cisc中央处理单元、输入输出与通信以及存储系统。书中附有60个大部分来自现代日常生活中产品设计的真实例子和问题，可以激发读者的学习兴趣。
《逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》不仅可以作为计算机科学、计算机工程、电子技术、机电一体化等专业学生学习硬件的一本绝佳教材，也可以作为弱电类工程师和计算机科学工作者的理想参考书籍。
目录
《逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》
出版者的话
译者序
前言
第1章数字系统与信息1
1.1信息表示2
1.1.1数字计算机3
1.1.2其他计算机4
1.1.3通用计算机的进一步说明7
1.2数制8
1.2.1二进制9
1.2.2八进制与十六进制10
1.2.3数字范围11
1.3算术运算11
1.4十进制编码15
1.5字符编码16
1.5.1ascii字符编码16
1.5.2校验位18
1.6格雷码18
1.7本章小结20
参考文献20
习题21
第2章组合逻辑电路24
2.1二值逻辑和逻辑门24
2.1.1二值逻辑24
2.1.2逻辑门25
2.2布尔代数27
2.2.1布尔代数的基本性质28
2.2.2代数处理30
2.2.3反函数32
2.3标准形式32
2.3.1最小项和最大项33
2.3.2积之和35
2.3.3和之积36
2.4两级电路的优化36
2.4.1成本标准37
2.4.2卡诺图结构38
2.4.3二变量的卡诺图40
2.4.4三变量的卡诺图41
2.5卡诺图的用法43
2.5.1质主蕴涵项43
2.5.2非质主蕴涵项45
2.5.3和之积优化45
2.5.4无关最小项46
2.6程序化的两级优化48
2.7多级电路优化51
2.8其他门类型54
2.9异或操作和异或门57
2.10高阻态输出59
2.11本章小结60
参考文献60
习题60
第3章组合逻辑电路的设计65
3.1设计过程65
3.2开始分层设计69
3.3工艺映射71
3.4验证74
3.4.1人工逻辑分析74
3.4.2模拟75
3.5组合函数模块76
3.6基本逻辑函数76
3.6.1定值、传输和取反77
3.6.2多位函数77
3.6.3使能79
3.7译码80
3.7.1译码器和使能结合83
3.7.2基于译码器的组合电路84
3.8编码器85
3.8.1优先编码器85
3.8.2编码器的扩展87
3.9选择87
3.9.1多路复用器87
3.9.2基于多路复用器的组合电路90
3.10本章小结92
参考文献92
习题93
第4章算术功能块与硬件描述语言99
4.1迭代组合电路99
4.2二进制加法器100
4.2.1半加器100
4.2.2全加器100
4.2.3二进制行波进位加法器101
4.3二进制减法102
4.3.1补码103
4.3.2采用二进制补码的减法104
4.4二进制加减法器105
4.4.1有符号的二进制数106
4.4.2有符号二进制数的加法与减法107
4.4.3溢出108
4.5其他的算术功能块109
4.5.1压缩110
4.5.2递增111
4.5.3递减112
4.5.4常数乘法112
4.5.5常数除法113
4.5.6零填充与符号扩展113
4.6硬件描述语言113
4.6.1硬件描述语言114
4.6.2逻辑综合115
4.7硬件描述语言——vhdl116
4.8硬件描述语言——verilog123
4.9本章小结129
参考文献129
习题130
第5章时序电路135
5.1时序电路的定义135
5.2锁存器137
5.2.1sr和s r锁存器138
5.2.2d锁存器140
5.3触发器141
5.3.1主从式触发器141
5.3.2边沿触发式触发器144
5.3.3标准图形符号144
5.3.4直接输入146
5.4时序电路分析147
5.4.1输入方程147
5.4.2状态表148
5.4.3状态图150
5.4.4时序电路模拟151
5.5时序电路设计152
5.5.1设计步骤153
5.5.2构建状态图和状态表153
5.5.3状态赋值158
5.5.4使用d触发器的设计159
5.5.5无效状态的设计161
5.5.6验证162
5.6其他类型的触发器164
5.7状态机图及其应用166
5.7.1状态机图模型166
5.7.2输入条件的约束168
5.7.3使用状态机图的设计应用169
5.8时序电路的hdl表示——vhdl175
5.9时序电路的hdl表示——verilog180
5.10本章小结184
参考文献185
习题185
第6章选择的设计主题193
6.1设计空间193
6.1.1集成电路193
6.1.2cmos电路工艺194
6.1.3工艺参数197
6.2门的传播延迟198
6.3触发器定时199
6.4时序电路定时201
6.5异步交互202
6.6同步和亚稳态203
6.7同步电路陷阱208
6.8可编程实现技术208
6.8.1只读存储器210
6.8.2可编程逻辑阵列211
6.8.3可编程阵列逻辑器件213
6.9本章小结214
参考文献215
习题215
第7章寄存器与寄存器传输219
7.1寄存器与加载使能219
7.2寄存器传输222
7.3寄存器传输操作223
7.4对vhdl和verilog使用者的提醒225
7.5微操作225
7.5.1算术微操作226
7.5.2逻辑微操作227
7.5.3移位微操作228
7.6对单个寄存器的微操作229
7.6.1基于多路复用器的传输229
7.6.2移位寄存器231
7.6.3行波计数器234
7.6.4同步二进制计数器235
7.6.5其他类型计数器238
7.7寄存器单元设计240
7.8基于多路复用器和总线的多寄存器传输244
7.9串行传输及其微操作247
7.10寄存器传输控制250
7.11移位寄存器和计数器的hdl描述——vhdl262
7.12移位寄存器和计数器的hdl描述——verilog263
7.13微程序控制264
7.14本章小结266
参考文献266
习题266
第8章存储器基础273
8.1存储器定义273
8.2随机访问存储器273
8.2.1读写操作274
8.2.2定时波形275
8.2.3存储器特征276
8.3sram集成电路277
8.4sram芯片阵列281
8.5dram芯片283
8.5.1dram单元284
8.5.2dram位片285
8.6dram分类288
8.6.1同步dram（sdram）289
8.6.2双倍数据速率sdram（ddr sdram）290
8.6.3rambus dram（rdram）291
8.7动态ram芯片阵列292
8.8本章小结292
参考文献292
习题292
第9章计算机设计基础294
9.1简介294
9.2数据通路294
9.3算术逻辑运算单元297
9.3.1算术运算电路297
9.3.2逻辑运算电路300
9.3.3算术逻辑运算单元300
9.4移位寄存器301
9.5数据通路描述303
9.6控制字305
9.7一个简单的计算机结构309
9.7.1指令集结构310
9.7.2存储资源310
9.7.3指令格式311
9.7.4指令说明312
9.8单周期硬连线控制314
9.8.1指令译码器316
9.8.2指令和程序举例317
9.8.3单周期计算机观点319
9.9多周期硬连线控制319
9.10本章小结328
参考文献328
习题328
第10章指令集结构333
10.1计算机体系结构概念333
10.1.1基本计算机操作周期334
10.1.2寄存器组334
10.2操作数寻址334
10.2.1三地址指令335
10.2.2两地址指令336
10.2.3一地址指令336
10.2.4零地址指令336
10.2.5寻址结构337
10.3寻址模式339
10.3.1隐含模式340
10.3.2立即模式340
10.3.3寄存器和寄存器间接模式340
10.3.4直接寻址模式341
10.3.5间接寻址模式342
10.3.6相对寻址模式342
10.3.7变址寻址模式343
10.3.8寻址模式小结343
10.4指令集结构344
10.5数据传送指令345
10.5.1栈指令345
10.5.2独立i/o与存储器映射i/o346
10.6数据处理指令347
10.6.1算术指令347
10.6.2逻辑与位处理指令348
10.6.3移位指令349
10.7浮点数计算350
10.7.1算术运算350
10.7.2移码351
10.7.3标准操作数格式351
10.8程序控制指令353
10.8.1条件分支指令354
10.8.2过程调用与返回指令355
10.9程序中断356
10.9.1中断类型357
10.9.2处理外部中断357
10.10本章小结358
参考文献359
习题359
第11章risc和cisc中央处理单元363
11.1流水线数据通路363
11.2流水线控制367
11.3精简指令集计算机371
11.3.1指令集结构371
11.3.2寻址模式373
11.3.3数据通路结构374
11.3.4控制结构376
11.3.5数据阻塞378
11.3.6控制阻塞383
11.4复杂指令集计算机386
11.4.1isa修改387
11.4.2数据通路修改388
11.4.3控制单元修改389
11.4.4微程序控制391
11.4.5复杂指令的微程序392
11.5其他有关设计395
11.5.1高性能cpu概念395
11.5.2最近的体系结构创新397
11.6本章小结398
参考文献399
习题400
第12章输入输出与通信402
12.1计算机的i/o系统402
12.2外设举例402
12.2.1键盘402
12.2.2硬盘403
12.2.3液晶显示器404
12.2.4i/o传输速率406
12.3i/o接口406
12.3.1i/o总线与接口部件407
12.3.2i/o接口的例子408
12.3.3选通409
12.3.4握手410
12.4串行通信411
12.4.1同步传送412
12.4.2进一步认识键盘412
12.4.3基于包的串行i/o总线413
12.5传输模式416
12.5.1程序控制传输的例子417
12.5.2中断传输417
12.6中断优先级418
12.6.1菊花链优先级418
12.6.2并行优先级电路420
12.7直接内存访问421
12.7.1dma控制器421
12.7.2dma传输422
12.8本章小结423
参考文献424
习题424
第13章存储系统426
13.1分级存储体系426
13.2访问的局部性428
13.3cache存储器429
13.3.1cache映射430
13.3.2行的大小435
13.3.3cache加载436
13.3.4写方法436
13.3.5概念综合437
13.3.6指令cache和数据cache439
13.3.7多级cache440
13.4虚存440
13.4.1页表442
13.4.2转换后援缓冲器443
13.4.3虚存和cache445
13.5本章小结445
参考文献445
习题446
索引448
本 图书信息来源： 中国互动出版网
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计算机书籍
《逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》以一台通用计算机为线索，由浅入深地讲解了逻辑设计、数字系统设计和计算机设计。其中，第1章到第5章为逻辑设计，包括数字系统与信息、组合逻辑电路及其设计、算术功能块与硬件描述语言以及时序电路；第6章到第8章为数字系统设计，包括可选的设计话题：数据通路、算术逻辑单元、移位寄存器、一个简单计算机的结构、单周期硬连线控制、多周期硬连线控制等，寄存器与寄存器传输以及存储器基础；第9章到第13章为计算机设计，包括计算机设计基础、指令集结构、risc与cisc中央处理单元、输入输出与通信以及存储系统。书中附有60个大部分来自现代日常生活中产品设计的真实例子和问题，可以激发读者的学习兴趣。
《逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》不仅可以作为计算机科学、计算机工程、电子技术、机电一体化等专业学生学习硬件的一本绝佳教材，也可以作为弱电类工程师和计算机科学工作者的理想参考书籍。
目录
《逻辑与计算机设计基础(原书第4版)》
出版者的话
译者序
前言
第1章数字系统与信息1
1.1信息表示2
1.1.1数字计算机3
1.1.2其他计算机4
1.1.3通用计算机的进一步说明7
1.2数制8
1.2.1二进制9
1.2.2八进制与十六进制10
1.2.3数字范围11
1.3算术运算11
1.4十进制编码15
1.5字符编码16
1.5.1ascii字符编码16
1.5.2校验位18
1.6格雷码18
1.7本章小结20
参考文献20
习题21
第2章组合逻辑电路24
2.1二值逻辑和逻辑门24
2.1.1二值逻辑24
2.1.2逻辑门25
2.2布尔代数27
2.2.1布尔代数的基本性质28
2.2.2代数处理30
2.2.3反函数32
2.3标准形式32
2.3.1最小项和最大项33
2.3.2积之和35
2.3.3和之积36
2.4两级电路的优化36
2.4.1成本标准37
2.4.2卡诺图结构38
2.4.3二变量的卡诺图40
2.4.4三变量的卡诺图41
2.5卡诺图的用法43
2.5.1质主蕴涵项43
2.5.2非质主蕴涵项45
2.5.3和之积优化45
2.5.4无关最小项46
2.6程序化的两级优化48
2.7多级电路优化51
2.8其他门类型54
2.9异或操作和异或门57
2.10高阻态输出59
2.11本章小结60
参考文献60
习题60
第3章组合逻辑电路的设计65
3.1设计过程65
3.2开始分层设计69
3.3工艺映射71
3.4验证74
3.4.1人工逻辑分析74
3.4.2模拟75
3.5组合函数模块76
3.6基本逻辑函数76
3.6.1定值、传输和取反77
3.6.2多位函数77
3.6.3使能79
3.7译码80
3.7.1译码器和使能结合83
3.7.2基于译码器的组合电路84
3.8编码器85
3.8.1优先编码器85
3.8.2编码器的扩展87
3.9选择87
3.9.1多路复用器87
3.9.2基于多路复用器的组合电路90
3.10本章小结92
参考文献92
习题93
第4章算术功能块与硬件描述语言99
4.1迭代组合电路99
4.2二进制加法器100
4.2.1半加器100
4.2.2全加器100
4.2.3二进制行波进位加法器101
4.3二进制减法102
4.3.1补码103
4.3.2采用二进制补码的减法104
4.4二进制加减法器105
4.4.1有符号的二进制数106
4.4.2有符号二进制数的加法与减法107
4.4.3溢出108
4.5其他的算术功能块109
4.5.1压缩110
4.5.2递增111
4.5.3递减112
4.5.4常数乘法112
4.5.5常数除法113
4.5.6零填充与符号扩展113
4.6硬件描述语言113
4.6.1硬件描述语言114
4.6.2逻辑综合115
4.7硬件描述语言——vhdl116
4.8硬件描述语言——verilog123
4.9本章小结129
参考文献129
习题130
第5章时序电路135
5.1时序电路的定义135
5.2锁存器137
5.2.1sr和s r锁存器138
5.2.2d锁存器140
5.3触发器141
5.3.1主从式触发器141
5.3.2边沿触发式触发器144
5.3.3标准图形符号144
5.3.4直接输入146
5.4时序电路分析147
5.4.1输入方程147
5.4.2状态表148
5.4.3状态图150
5.4.4时序电路模拟151
5.5时序电路设计152
5.5.1设计步骤153
5.5.2构建状态图和状态表153
5.5.3状态赋值158
5.5.4使用d触发器的设计159
5.5.5无效状态的设计161
5.5.6验证162
5.6其他类型的触发器164
5.7状态机图及其应用166
5.7.1状态机图模型166
5.7.2输入条件的约束168
5.7.3使用状态机图的设计应用169
5.8时序电路的hdl表示——vhdl175
5.9时序电路的hdl表示——verilog180
5.10本章小结184
参考文献185
习题185
第6章选择的设计主题193
6.1设计空间193
6.1.1集成电路193
6.1.2cmos电路工艺194
6.1.3工艺参数197
6.2门的传播延迟198
6.3触发器定时199
6.4时序电路定时201
6.5异步交互202
6.6同步和亚稳态203
6.7同步电路陷阱208
6.8可编程实现技术208
6.8.1只读存储器210
6.8.2可编程逻辑阵列211
6.8.3可编程阵列逻辑器件213
6.9本章小结214
参考文献215
习题215
第7章寄存器与寄存器传输219
7.1寄存器与加载使能219
7.2寄存器传输222
7.3寄存器传输操作223
7.4对vhdl和verilog使用者的提醒225
7.5微操作225
7.5.1算术微操作226
7.5.2逻辑微操作227
7.5.3移位微操作228
7.6对单个寄存器的微操作229
7.6.1基于多路复用器的传输229
7.6.2移位寄存器231
7.6.3行波计数器234
7.6.4同步二进制计数器235
7.6.5其他类型计数器238
7.7寄存器单元设计240
7.8基于多路复用器和总线的多寄存器传输244
7.9串行传输及其微操作247
7.10寄存器传输控制250
7.11移位寄存器和计数器的hdl描述——vhdl262
7.12移位寄存器和计数器的hdl描述——verilog263
7.13微程序控制264
7.14本章小结266
参考文献266
习题266
第8章存储器基础273
8.1存储器定义273
8.2随机访问存储器273
8.2.1读写操作274
8.2.2定时波形275
8.2.3存储器特征276
8.3sram集成电路277
8.4sram芯片阵列281
8.5dram芯片283
8.5.1dram单元284
8.5.2dram位片285
8.6dram分类288
8.6.1同步dram（sdram）289
8.6.2双倍数据速率sdram（ddr sdram）290
8.6.3rambus dram（rdram）291
8.7动态ram芯片阵列292
8.8本章小结292
参考文献292
习题292
第9章计算机设计基础294
9.1简介294
9.2数据通路294
9.3算术逻辑运算单元297
9.3.1算术运算电路297
9.3.2逻辑运算电路300
9.3.3算术逻辑运算单元300
9.4移位寄存器301
9.5数据通路描述303
9.6控制字305
9.7一个简单的计算机结构309
9.7.1指令集结构310
9.7.2存储资源310
9.7.3指令格式311
9.7.4指令说明312
9.8单周期硬连线控制314
9.8.1指令译码器316
9.8.2指令和程序举例317
9.8.3单周期计算机观点319
9.9多周期硬连线控制319
9.10本章小结328
参考文献328
习题328
第10章指令集结构333
10.1计算机体系结构概念333
10.1.1基本计算机操作周期334
10.1.2寄存器组334
10.2操作数寻址334
10.2.1三地址指令335
10.2.2两地址指令336
10.2.3一地址指令336
10.2.4零地址指令336
10.2.5寻址结构337
10.3寻址模式339
10.3.1隐含模式340
10.3.2立即模式340
10.3.3寄存器和寄存器间接模式340
10.3.4直接寻址模式341
10.3.5间接寻址模式342
10.3.6相对寻址模式342
10.3.7变址寻址模式343
10.3.8寻址模式小结343
10.4指令集结构344
10.5数据传送指令345
10.5.1栈指令345
10.5.2独立i/o与存储器映射i/o346
10.6数据处理指令347
10.6.1算术指令347
10.6.2逻辑与位处理指令348
10.6.3移位指令349
10.7浮点数计算350
10.7.1算术运算350
10.7.2移码351
10.7.3标准操作数格式351
10.8程序控制指令353
10.8.1条件分支指令354
10.8.2过程调用与返回指令355
10.9程序中断356
10.9.1中断类型357
10.9.2处理外部中断357
10.10本章小结358
参考文献359
习题359
第11章risc和cisc中央处理单元363
11.1流水线数据通路363
11.2流水线控制367
11.3精简指令集计算机371
11.3.1指令集结构371
11.3.2寻址模式373
11.3.3数据通路结构374
11.3.4控制结构376
11.3.5数据阻塞378
11.3.6控制阻塞383
11.4复杂指令集计算机386
11.4.1isa修改387
11.4.2数据通路修改388
11.4.3控制单元修改389
11.4.4微程序控制391
11.4.5复杂指令的微程序392
11.5其他有关设计395
11.5.1高性能cpu概念395
11.5.2最近的体系结构创新397
11.6本章小结398
参考文献399
习题400
第12章输入输出与通信402
12.1计算机的i/o系统402
12.2外设举例402
12.2.1键盘402
12.2.2硬盘403
12.2.3液晶显示器404
12.2.4i/o传输速率406
12.3i/o接口406
12.3.1i/o总线与接口部件407
12.3.2i/o接口的例子408
12.3.3选通409
12.3.4握手410
12.4串行通信411
12.4.1同步传送412
12.4.2进一步认识键盘412
12.4.3基于包的串行i/o总线413
12.5传输模式416
12.5.1程序控制传输的例子417
12.5.2中断传输417
12.6中断优先级418
12.6.1菊花链优先级418
12.6.2并行优先级电路420
12.7直接内存访问421
12.7.1dma控制器421
12.7.2dma传输422
12.8本章小结423
参考文献424
习题424
第13章存储系统426
13.1分级存储体系426
13.2访问的局部性428
13.3cache存储器429
13.3.1cache映射430
13.3.2行的大小435
13.3.3cache加载436
13.3.4写方法436
13.3.5概念综合437
13.3.6指令cache和数据cache439
13.3.7多级cache440
13.4虚存440
13.4.1页表442
13.4.2转换后援缓冲器443
13.4.3虚存和cache445
13.5本章小结445
参考文献445
习题446
索引448
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