构建未来：数字设计与计算机架构深度解析

《数字设计与计算机架构》是一本专为融合数字逻辑设计与计算机组织/架构课程或作为两门课程序列教学而编写的教材。该书采取现代方法，首先严谨地覆盖数字逻辑设计的基础知识，然后引入硬件描述语言（HDLs）。书中重点介绍了最常用的两种HDL——VHDL和Verilog，使读者在第一部分就对这两种语言有深入理解，从而为接下来设计MIPS处理器做好准备。 在前半部分，作者大卫·哈里斯和莎拉·哈里斯以其引人入胜且幽默的教学风格，配合最新的实践操作方法，引导读者学习数字设计的核心概念，包括逻辑门、时序电路、布尔代数以及数据路径和控制路径等。通过实例解析和理论结合，学生不仅能掌握设计原理，还能掌握如何运用HDL进行系统级的设计描述。 进入第二部分，课程转向计算机架构的深入探讨，包括计算机系统的组成、指令集架构、内存层次结构、流水线设计以及存储器体系结构等内容。读者将学习到MIPS处理器的详细设计过程，包括指令集定义、指令执行流程和硬件实现细节。作者们强调了设计过程中对于性能优化、并行处理和可扩展性的考虑，以及如何利用HDL来实现这些复杂功能。 大卫·哈里斯作为资深的工程学教授，拥有丰富的行业背景，曾在英特尔和太阳微系统等公司工作，并参与了Itanium和Pentium II处理器的设计。他的专业经验和专利贡献使得本书具有深厚的实际应用价值。莎拉·哈里斯则带来了女性工程师的独特视角，她同样拥有斯坦福大学的博士学位，她的加入为教材增添了多样性。 通过本书的学习，读者不仅能够构建自己的微处理器，而且能全面理解其工作原理，即使没有高级设计或架构背景，也能在此领域有所建树。无论是作为专业课程教材，还是个人自学资料，《数字设计与计算机架构》都提供了扎实的理论基础和实践指导，帮助读者在计算机科学领域站稳脚跟。在课余时间，读者还可以跟随作者的户外探险经历，感受科学精神与自然探索的结合。