计算机专业为什么要学习物理？
玛里琳·沃尔夫著的《计算机工程的物理基础》站在一个新的视角做出回答，涵盖计算机工程实践所必需的物理基础，带领我们从计算机系统回到晶体管，回到芯片内部的电压和电流。书中关注计算机体系结构设计面临的重要挑战——性能、功耗和可靠性，这一关注点从集成电路、逻辑门和时序机贯穿到处理器和系统，揭示了其与物理实现之间的密切联系。
本书打破了传统计算机科学和电子工程之间的壁垒，为计算机专业学生补充电路知识，同时有助于电子专业学生了解计算原理。此外，书中还涉及大量的发现史和发明史，展现了半导体物理领域的创新对世界的影响，因此对于物联网等其他理工科专业学生也十分有益。
玛里琳·沃尔夫(Marilyn Wolf)佐治亚理工学院教授，佐治亚研究联合会优秀学者。她分别于1980年、1981年和1984年获得斯坦福大学电子工程学士学位、硕士学位和博士学位。1984年至1989年任职于贝尔实验室。1989年至2007年执教于普林斯顿大学。她是IEEE和ACM会士、IEEE计算机协会核心成员以及ASEE和SPIE成员。她于2003年获得ASEE Frederick E．Terman奖，于2006年获得IEEE电路与系统教育奖。她的研究兴趣主要包括嵌入式计算、嵌入式视频和计算机视觉、VLSI系统。
出版者的话
译者序
前言
第1章 电子计算机
1.1 引言
1.2 计算机发展史
1.2.1 机械式计算设备
1.2.2 计算理论
1.2.3 电子计算机
1.3 计算机系统指标
1.4 本书一览
1.5 小结
第2章 晶体管与集成电路
2.1 引言
2.2 电子器件和电子电路
2.2.1 早期的真空管器件
2.2.2 真空三极管
2.3 材料物理
2.3.1 金属材料
2.3.2 玻耳兹曼常数与温度
2.3.3 半导体材料
2.4 固态器件
2.4.1 半导体二极管
2.4.2 MOS电容器
2.4.3 MOSFET的基本操作
2.4.4 MOSFET的高级特征
2.5 集成电路
2.5.1 摩尔定律
2.5.2 制造工艺
2.5.3 光刻技术
2.5.4 良品率
2.5.5 特征分离
2.6 小结
第3章 逻辑门
3.1 引言
3.2 CMOS反相器
3.3 门电路的静态特性
3.4 延迟
3.4.1 晶体管模型
3.4.2 RC模型的延迟
3.4.3 驱动与负载
3.5 功耗与能量
3.6 缩放原理
3.7 可靠性
3.8 小结
第4章 时序机
4.1 引言
4.2 组合逻辑
4.2.1 事件模型
4.2.2 网络模型
4.2.3 增益与可靠性
4.2.4 增益与延迟
4.2.5 延迟与功耗
4.2.6 逻辑与互连中的噪声和可靠性
4.2.7 电源与可靠性
4.2.8 噪声与输入/输出耦合
4.3 互连
4.3.1 寄生阻抗
4.3.2 传输线
4.3.3 串扰
4.3.4 布线复杂度与兰特规则
4.4 时序机
4.4.1 时序模型
4.4.2 寄存器
4.4.3 时钟
4.4.4 亚稳态
4.5 小结
第5章 处理器与系统
5.1 引言
5.2 系统可靠性
5.3 处理器
5.3.1 微处理器的特性
5.3.2 总线和互连
5.3.3 全局通信
5.3.4 时钟
5.4 存储器
5.4.1 存储器结构
5.4.2 存储器系统的性能
5.4.3 DRAM系统
5.4.4 DRAM的可靠性
5.5 大容量存储器
5.5.1 磁盘驱动器
5.5.2 闪存
5.5.3 存储和性能
5.6 系统功耗
5.6.1 服务器系统
5.6.2 便携系统与电池
5.6.3 功耗管理
5.7 热传递
5.7.1 热传递的特性
5.7.2 热传递的模型
5.7.3 热与可靠性
5.7.4 热管理
5.8 小结
第6章 输入和输出
6.1 引言
6.2 显示器
6.3 图像传感器
6.4 触摸传感器
6.5 传声器
6.6 加速度计和惯性传感器
6.7 小结
第7章 新兴技术
7.1 引言
7.2 碳纳米管
7.3 量子计算机
7.4 小结
附录A 常量与公式
附录B 电路
附录C 概率
附录D 高级主题
参考文献
