計算機硬件基礎(基於RISC-V架構)

王宜懷 劉曉升

  • 出版商: 機械工業
  • 出版日期: 2025-08-01
  • 售價: $600
  • 語言: 簡體中文
  • ISBN: 7111788060
  • ISBN-13: 9787111788065
  • 相關分類: RISC-V
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商品描述

本書針對沒有獨立開設模擬電路、數字電路、計算機組成原理、微機原理和匯編語言等偏硬件類課程的軟件工程、人工智能和物聯網工程等專業,根據專業課程建設及知識結構的要求,從計算機的視角,抽取模擬電路、數字電路、計算機組成原理、微機原理和匯編語言等課程中 基礎的知識進行梳理歸納,圍繞計算機這個對象,有機地形成一個體系,構成這些專業所必需的計算機硬件基礎,目標是使得軟件工程、人工智能和物聯網工程等專業的學生能夠基本理解軟件如何通過硬件起作用,軟件如何幹預硬件,以充實學生的知識結構,滿足工程認證的基本要求,為學生軟件開發能力的培養提供硬件支撐。 本書內容涵蓋概述、電子元器件基礎、放大電路基礎、數字電路基礎、組合邏輯電路、時序邏輯電路、指令系統與匯編語言基本語法、輸入輸出系統、存儲器、中央處理器等,同時給出了軟硬件協同模式的計算機硬件基礎實驗指導。 本書可作為高等學校軟件工程、人工智能和物聯網工程等專業的教材或參考書,也可供工程開發人員參考。

作者簡介

王宜懷,男,博士,蘇州大學計算機科學與技術學院教授、博士生導師;蘇州大學嵌入式系統與物聯網研究所所長;蘇州大學-沁恒RISC-V協同創新中心主任,江蘇省計算機學會嵌入式系統與物聯網專業委員會主任。曾獲福建省八五期間電子信息應用 個人、全國高等學校計算機教學成果獎一等獎、 本科課程、江蘇省高等教育教學成果一等獎、蘇州大學五四青年特別感謝獎、蘇州大學高尚師德獎、福建省南平市政協 委員、江蘇省蘇州市政協 委員等。致力於嵌入式系統、物聯網、嵌入式人工智能、嵌入式軟件工程等方向研究與教學工作,撰寫嵌入式技術基礎與實踐(1~6版)、窄帶物聯網NB-IoT應用開發共性技術、汽車電子S32K系列微控制器、嵌入式實時操作系統等著作十余部,獲得發明專利三十余項。

目錄大綱

第1章概述1
1.1從計算機的出現到無處不在的微型計算機1
1.2計算機硬件支撐軟件運行3
1.3文字在計算機中的存儲方式——字符編碼7
1.4計算機硬件基礎知識9
習題10
第2章電子元器件基礎11
2.1基本電子元器件11
2.2電路模型和電路定律18
2.3半導體基礎知識19
2.4二極管24
2.5晶體管30
2.6場效應晶體管34
2.7常用電子器件的原理與應用39
習題43
第3章放大電路基礎44
3.1常用傳感器簡介44
3.2基本放大電路46
3.3集成運算放大電路50
3.4微型計算機中的常用放大電路54
習題58
第4章數字電路基礎59
4.1數制及數制之間的轉換方法59
4.2計算機中信息的基本表示方式63
4.3邏輯代數基礎69
4.4邏輯函數的表示和化簡73
習題81
第5章組合邏輯電路83
5.1組合邏輯電路分析和設計方法83
5.2三態門、編碼器和譯碼器86
5.3數據選擇器、數據分配器和數值比較器91
習題95
第6章時序邏輯電路96
6.1觸發器的概念、特點和分類96
6.2基本RS觸發器97
6.3時鐘脈沖控制功能觸發器100
6.4時序邏輯電路分析和設計方法104
6.5常用的時序邏輯模塊108
習題114
第7章指令系統與匯編語言基本語法116
7.1RISC-V架構概述116
7.2寄存器和尋址方式118
7.3RISC-V基本指令分類解析124
7.4匯編語言的基本語法127
7.5匯編語言工程舉例:控制小燈閃爍131
7.6理解匯編工程中的GPI
構件134
習題138
第8章輸入輸出系統141
8.1中斷系統和定時器141
8.2串行通信接口148
8.3ADC模塊155
8.4PWM模塊161
習題166
第9章存儲器169
9.1存儲器概述169
9.2RAM的存儲單元172
9.2.3DRAM的存儲單元174
9.3存儲器芯片的擴展175
9.4高速緩沖存儲器178
9.5虛擬存儲器184
9.6Flash存儲器187
習題189
0章中央處理器194
10.1中央處理器概述194
10.2運算器197
10.3控制器209
10.4硬布線控制器214
10.5微程序控制器218
10.6指令流水線工作原理224
習題226
附錄A計算機硬件基礎實驗指導229
A.1AHL-CH573-EXP計算機硬件基礎實驗套件簡介229
A.2共性操作232
A.3實驗一二極管實驗236
A.4實驗二放大電路實驗238
A.5實驗三組合電路實驗241
A.6實驗四時序電路實驗244
A.7實驗五基於串行通信構件的匯編程序設計247
A.8實驗六功能綜合實驗248
附錄BAHL-CH573用戶手冊249
B.1AHL-CH573簡介249
B.2AHL-CH573的引腳250
B.3AHL-CH573的基本操作251
B.4 AHL-CH573的常見問題及解決辦法254
參考文獻256