本书是“硅基生物进化论”系列书的第一本著作,内容聚焦于计算机基础知识的介绍。全书共四大部分:第一部分带你从物理世界进入计算机世界,并介绍计算机的基本结构;第二部分分析计算机的各个组成组件,重点在于对CPU的分析;第三部分讲解编译器、启动程序和操作系统,以及计算机世界和物理世界的桥梁与链接方式;第四部分列举一些有关计算机 CPU的面试题。
样章试读
目录
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第一部分 计算机基本组成
第1章 魔方体:计算机/3
1.1 小魔方:计算机/3
1.硅基大脑:什么是计算机/3
2.大脑组成:计算机的组成/4
3.大脑揭秘:计算机工作原理初探/5
4.大脑社交:计算机与网络/6
1.2 现实与虚拟:物理世界与计算机世界/8
1.电平世界:计算机世界/10
2.0/1 小精灵:比特/11
3.0/1 算数:进制/14
4.计算机元老:纸带计算机/15
5.运算天团:加减乘除/17
6.数字DNA:计算机进化/21
7.选妃:比特进化/27
第2章 智慧开关:逻辑门/31
2.1 知识铺垫/31
1.门神芯片:74 系列芯片/33
2.电子乐高:Multisim仿真软件/35
3.门神软件:LogicCircuit仿真软件/36
4.真真假假:真值表/37
2.2 三兄弟:基本逻辑门/38
1.与门(AND)/40
2.或门(OR)/42
3.非门(NOT)/45
2.3 四大金刚:组合逻辑门/47
1.与非门(NAND)/48
2.或非门(NOR)/49
3.异或门(XOR)/50
4.同或门(XNOR)/50
2.4 大脑细胞:比特与逻辑门/52
2.5 单细胞:比特记忆单元/54
2.6 多细胞:字节记忆单元/59
2.7 比特说话:比特编码/61
2.8 字节说话:字节编码/62
第二部分 手搓一台计算机
第3章 CPU打工天团:CPU 组成/71
3.1 CPU小本本:寄存器/72
1.初探寄存器/72
2.LogicCircuit仿真/73
3.2 CPU公交线:总线BUS/79
3.3 译码小管家:3×8译码器/83
1.基础型2×4 译码器/83
2.扩展型3×8译码器/85
3.4 记忆小钢炮:RAM/88
第4章 CPU战斗单元:ALU/92
4.1 全员介绍:解密ALU/93
1.右移器/93
2.左移器/94
3.反相器/95
4.与运算器/96
5.或运算器/98
6.异或运算器/99
7.加法器/101
8.比较器/105
9.数值0/109
10.数值1/110
11.全0判断/111
12.三态门使能/112
4.2 手拼战斗单元:构造ALU/115
1.计算器:算术运算/115
2.布尔翻牌:逻辑运算/116
3.乐高积木:ALU仿真电路/116
第5章 指挥家:CPU控制模块/119
5.1 心脏起搏器:时钟/119
5.2 节奏大师:步进器/125
5.3 节奏+脚步=启动:组装时钟与步进器/129
第6章 小本本越来越多:更多寄存器/134
6.1 指令中转站:指令寄存器/134
6.2 指令导航员:指令地址寄存器/137
6.3 编织网络:控制模块接线逻辑/139
第7章 葵花宝典:CPU指令集/145
7.1 听话:ALU指令/147
1.ADD指令/151
2.SHL指令/151
3.SHR指令/152
4.NOT指令/153
5.AND指令/154
6.OR指令/155
7.XOR指令/156
8.CMP指令/157
7.2 装进来吐出去:加载存储指令/159
1.LOAD指令/159
2.STORE指令/160
7.3 装数:立即数加载指令/161
7.4 不走寻常路:跳转指令/162
1.寄存器跳转指令/163
2.无条件跳转指令/163
3.条件跳转指令/163
7.5 清空旧情绪:清除标志指令/165
7.6 感情在于沟通:输入输出指令/165
1.IN指令/166
2.OUT指令/166
第8章 沟通:CPU与计算机外设/168
8.1 五脏六腑:CPU总框图/170
8.2 CPU铁三角:三大组件图/171
8.3 四则运算:加减乘除/174
8.4 数字舵盘:键盘/175
8.5 电子画布:显示屏幕/177
8.6 二进制粮仓:磁盘/179
第三部分 进阶打工指南
第9章 翻译完就能跑:编译器/187
9.1 感性认识:编译器初体验/188
9.2 编导:编译器实现/190
第10章 启动!加载!干活!计算机启动过程/193
10.1 开机第一棒:启动程序/193
10.2 程序大管家:操作系统/195
第11章 计算机与物理世界的桥梁:数字与模拟/200
11.1 处理过程/202
11.2 优缺点/203
11.3 桥接虚拟与现实/205
第四部分 面试官上线啦