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| 編輯推薦： |
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《数字逻辑与计算机硬件基础》把数字逻辑电路和计算机硬件基础知识整合为一本教材，适合压缩学时教学，是教学改革的新尝试。有良好的社会和市场价值。
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| 內容簡介： |
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《数字逻辑与计算机硬件基础》从计算机系统知识体系出发，介绍逻辑门、触发器等器件的功能与应用、逻辑电路的分析与设计、计算机的硬件基础知识，并配有实验教学内容。 全书共8章，内容包括数字系统基础、逻辑门与逻辑代数、组合逻辑电路、时序逻辑电路、数字信号的生成与变换及模数之间的转换、存储器、计算机硬件电路基础、实验项目与实验指导。与常规数字逻辑电路教材相比，本书弱化器件的电路结构，强化器件的应用分析；引入了计算机硬件基础电路内容；提供了8个实验项目以及实验教学辅助资源；融入了思政元素。 本书贴近计算机专业课程的教改需求，注重学生的工程研究与应用能力的培养。适合作为高等教育本、专科院校计算机相关专业的教材，也可供广大计算机爱好者自学使用。
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| 目錄：
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第1章数字系统基础1
1.1数字系统概述2
1.1.1数字信号2
1.1.2数字电路3
1.1.3逻辑代数4
1.1.4数字系统5
1.2数制6
1.2.1十进制数与2n进制数之间的转换7
1.2.22n进制数之间的转换8
1.3码制8
1.3.1数值的编码9
1.3.2符号的编码10
1.3.3校验码12
小结13
习题14
第2章逻辑门与逻辑代数16
2.1逻辑运算与逻辑门17
2.2逻辑门的电路结构18
2.2.1半导体二极管的开关特性18
2.2.2晶体管的开关特性20
2.2.3MOS管的开关特性21
2.2.4TTL与非门电路结构示例22
2.3逻辑门的性能指标24
2.4特殊门电路26
2.4.1集电极开路门26
2.4.2三态门26
2.5集成电路制程概述27
2.6常用集成逻辑门29
2.6.1常用门电路的性能差异29
2.6.2数字集成电路的分类与集成电路的摩尔定律30
2.7逻辑函数与代数化简法31
2.7.1逻辑函数常用形式32
2.7.2逻辑函数化简常用定律与公式33
2.7.3逻辑函数代数化简法34
2.8逻辑函数卡诺图化简法36
2.8.1最小项性质36
2.8.2真值表37
2.8.3逻辑相邻的概念与卡诺图的构成37
2.8.4卡诺图化简法40
2.8.5含无关项的逻辑函数的化简42
小结43
习题43
第3章组合逻辑电路49
3.1SSI组合逻辑电路的分析 50
3.2SSI组合逻辑电路的设计52
3.3常用MSI组合逻辑电路55
3.3.1编码器55
3.3.2译码器 58
3.3.3数据选择器66
3.3.4数据分配器70
3.3.5数值比较器70
3.3.6加法器71
3.3.7算术逻辑运算单元73
3.4组合逻辑电路的竞争与冒险76
3.4.1竞争与冒险及其产生的原因 76
3.4.2逻辑电路中的“0”冒险和“1”冒险76
3.4.3判断逻辑电路中冒险的方法76
小结77
习题78
第4章时序逻辑电路82
4.1SSI时序逻辑器件——触发器83
4.1.1触发器的结构83
4.1.2D触发器88
4.1.3JK触发器89
4.1.4T触发器90
4.2SSI时序逻辑电路分析91
4.2.1时序逻辑电路概述91
4.2.2SSI时序逻辑电路分析92
4.3SSI时序逻辑电路设计95
4.3.1SSI同步时序逻辑电路设计入门示例95
4.3.2SSI同步时序逻辑电路设计方法100
4.3.3SSI同步时序逻辑电路设计应用109
4.4MSI时序逻辑电路及其应用115
4.4.1寄存器115
4.4.2计数器118
4.5异步时序逻辑电路123
小结123
习题124
第5章数字信号的生成与变换及模数之间的转换132
5.1555多谐振荡器133
5.1.1时基电路555的功能133
5.1.2用555电路构成多谐振荡器134
5.2施密特触发器136
5.3单稳态触发器139
5.4A/D与D/A转换概述141
5.5A/D转换141
5.5.1A/D转换的步骤141
5.5.2A/D转换器的类型142
5.5.3A/D转换的主要性能指标145
5.5.4集成A/D转换器146
5.6D/A转换147
5.6.1权电阻网络型D/A转换器148
5.6.2T形电阻网络型D/A转换器148
5.6.3数模转换器的主要性能指标与集成D/A转换器149
小结151
习题152
第6章存储器155
6.1半导体存储器概述156
6.1.1存储器的性能指标156
6.1.2存储器的分类158
6.2随机存储器160
6.2.1RAM的电路结构及功能160
6.2.2静态随机存储器162
6.2.3动态随机存储器162
6.3只读存储器164
6.3.1ROM的分类164
6.3.2ROM的基本结构及工作原理165
6.3.3用ROM实现逻辑函数169
6.4存储器的扩展技术170
6.4.1位扩展法170
6.4.2字扩展法170
小结172
习题173
第7章计算机硬件电路基础176
7.1计算机系统基础177
7.1.1计算机的分类与性能指标177
7.1.2计算机的结构177
7.2计算机常用硬件电路基础178
7.2.1原码与补码的转换178
7.2.2加法运算溢出判断182
7.2.3算术逻辑运算单元182
7.2.4数据缓冲器与数据锁存器182
7.2.5计算机时序信号的生成184
7.2.6程序计数器186
小结187
习题188
第8章实验项目与实验指导190
8.1实验项目191
8.1.1实验1Proteus软件的使用与SSI组合逻辑电路的分析191
8.1.2实验2SSI组合逻辑电路设计——设计四变量多数判决器192
8.1.3实验3MSI组合逻辑电路分析与设计——编码器、译码器和数
码管的应用195
8.1.4实验4组合逻辑电路综合设计——血型匹配指示器的设计198
8.1.5实验5MSI时序逻辑器件的应用——寄存器和计数器的应用200
8.1.6实验6存储器与A/D转换器的应用204
8.1.7实验7算术逻辑运算单元、节拍发生器与数据缓冲/锁存器的
应用209
8.1.8实验8数字系统综合设计——六路抢答器的设计212
8.2Proteus简明使用指南214
8.2.1SCH原理图和印刷电路板图概述215
8.2.2原理图设计基础216
8.2.3电路设计与仿真步骤218
8.3Proteus常用元件名称219
8.4常用数字芯片引脚220
8.5数字电路实验基础226
8.5.1实验基础电路226
8.5.2元器件的辨识227
8.5.3面包板的使用方法229
8.5.4数字万用表的使用方法231
8.5.5实物电路制作的注意事项233
参考文献234
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| 內容試閱：
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“数字逻辑”课程是“计算机组成原理”和“计算机系统结构”等课程的硬件基础课程。虽然计算机类与电子类专业都开设了“数字逻辑”或“数字电路”课程，但是计算机类与电子信息类专业的教学目标和侧重点有所不同。常规的“数字逻辑(电路)”教材内容侧重于电子信息类专业需求，与计算机硬件知识结合不够紧密，计算机专业的教学需求考虑不足。例如，一般数字逻辑或数字电路教材对计算机组成的重要部件——运算器鲜有介绍，这就增加了后续计算机系统类课程的学习难度。随着计算机技术的迅猛发展，计算机专业要学习的内容越来越多，也有必要对硬件类课程重新规划、精简内容、贴近需求。基于上述考虑，根据“高等学校本科教学质量与教学改革工程”的主要精神，结合目前数字逻辑电路及计算机系统的实际教学情况，我们精心编写了本书。
与常规数字逻辑(数字电路)教材相比，本书弱化了逻辑器件的内部电路结构的分析，加强了器件的应用分析；在数字电路应用方面，引入了更多的计算机硬件电路基础案例，将数字逻辑和计算机系统基础知识相结合；本书增设了常规数字逻辑(数字电路)教材没有的“计算机硬件电路基础”一章，介绍了运算溢出判断、算术逻辑运算单元、节拍发生器、程序计数器、数据缓冲器等计算机常用部件的电路基础，为计算机系统类后续课程打下基础。
为培养学生工程研究与应用的能力，本书包含了实验教学内容，设有8个实验项目，涵盖了组合逻辑电路分析与设计、时序逻辑电路分析与设计、存储器应用、A/D转换器应用、计算机硬件基础电路分析等核心教学内容，并给出了集实验讲义和实验报告于一体的实验文档，同时还提供了实验仿真软件的使用指南、仿真常用资源及实物实验的指导资源，并配备了实验指导视频。
本书配备了主要知识点的微课视频，从理论到实践，本书为学生提供了全方位的自主学习资源。为配合思政教学，本书包含思政教学内容，配有思政教学视频，可供教师教学参考。
本书主要介绍了逻辑门电路、触发器、常用MSI组合逻辑器件、常用MSI时序逻辑器件、半导体存储器、A/D与D/A转换器等数字器件的电路原理、功能与应用方法，研究了组合逻辑电路和时序逻辑电路的分析与设计方法，介绍了计算机硬件基础知识。
本书共8章。
第1章，数字系统基础，介绍了数字信号、数字电路、逻辑代数、数字系统的基本概念以及数制与码制等数字系统的基础知识，旨在帮助初学者建立数字系统的概念，数制与码制是本章的学习重点。
第2章，逻辑门与逻辑代数，本章首先简要介绍了集成逻辑门电路结构、性能指标及应用方法，然后详细讲解了逻辑函数的表示方法、逻辑运算以及逻辑函数化简方法。
第3章，组合逻辑电路，比较全面地介绍了常用MSI组合逻辑电路的功能与应用，重点讨论了SSI与MSI组合逻辑电路的分析与设计方法，简单介绍了逻辑电路的竞争与冒险现象。
第4章，时序逻辑电路，介绍了触发器的结构、类型、性能和时序逻辑电路的分类方法，着重研究了SSI同步时序逻辑电路的分析和设计方法，最后介绍了常用MSI时序逻辑器件及应用方法。
第5章，数字信号的生成与变换及模数之间的转换，5.1节～5.3节内容为数字信号的生成与变换，介绍了555多谐振荡器、施密特触发器、单稳态触发器等电路的功能，着重介绍了如何生成数字信号，如何对波形进行整形与变换；5.4节～5.6节内容为模拟信号与数字信号之间的相互转换，介绍了A/D与D/A转换电路原理、类型与性能指标以及集成A/D与D/A转换器的应用方法。
第6章，存储器，介绍了存储器的分类、结构与性能指标，讨论了存储器的扩展技术。
第7章，计算机硬件电路基础，概述了计算机基础知识，阐述了计算机常用的一些硬件电路基础，为进一步学习计算机的组成原理与系统结构打下基础。
第8章，实验项目与实验指导，提供了8个实验项目，包含SSI与MSI组合逻辑电路的分析与设计、MSI时序逻辑器件的应用、存储器与A/D转换器的应用、计算机常用硬件基础电路、数字系统综合设计等实验项目；简单介绍了Proteus电路仿真软件的使用方法、Proteus常用元件名称、常用数字芯片引脚及数字电路实验的基础知识。书中有带号的章节为选学内容。
本书特别适合作为高等教育本、专科院校计算机相关专业的教材，同时也适合应用型本科院校电子信息类相关专业使用。由于编者水平有限，书中难免有不妥之处，恳请广大读者批评指正。
编者
2023年6月
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