计算机公用基础教程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:科学出版社

作者:金鑫

出品人:

页数:316

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:25.00

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787030096029

丛书系列:

图书标签:

• 计算机基础
• 公用基础
• 计算机教程
• 入门
• 基础知识
• 高等教育
• 教材
• 计算机科学
• 信息技术
• 计算机应用

好的，这是一份关于《数字逻辑与电路设计基础》的图书简介，内容详实，旨在涵盖与您提到的《计算机公用基础教程》可能侧重的不同领域。 --- 图书简介：《数字逻辑与电路设计基础》 导论：从信息流动的物理基础到系统的构建 在当今这个由数据和计算驱动的时代，理解信息的本质、其在物理世界中的载体以及如何有效地组织和处理这些载体，是所有计算机科学、电子工程乃至更广泛的技术领域的核心基石。本书《数字逻辑与电路设计基础》正是为了系统性地构建这一核心知识体系而创作的。它并非关注于应用程序的使用或高级编程语言的语法，而是深入探究计算机系统最底层、最基础的“乐高积木”——电子元件如何组合成逻辑门，逻辑门如何搭建成复杂的算术和控制单元，以及最终如何实现可靠的信息存储与高速运算。 本书将带领读者完成一场从抽象的布尔代数到具体电子实现的思维跨越，重点聚焦于数字系统的设计、分析与实现方法论。我们相信，只有深刻理解了信息如何在晶体管的开关状态中被编码、传输和处理，才能真正掌握现代计算设备的工作原理，并有能力进行创新性的系统级设计。 第一部分：逻辑的根基——布尔代数与组合逻辑 本部分是整个数字系统设计的理论起点和逻辑框架。我们首先将介绍布尔代数（Boolean Algebra）的公理、定理和基本运算（AND, OR, NOT, XOR），将其作为描述和分析离散事件和逻辑状态的数学语言。 随后，内容将聚焦于逻辑门的实现与特性。我们将详细探讨不同技术代入下的逻辑门（如电阻式、二极管式、晶体管式）的工作原理，并重点剖析TTL和CMOS逻辑系列的电压阈值、扇入、扇出、功耗和噪声容限等关键参数。理解这些参数对于在实际电路中进行可靠连接至关重要。 核心部分将是组合逻辑电路的设计与化简。读者将学习使用卡诺图（Karnaugh Maps）以及更系统化的Quine-McCluskey算法进行逻辑函数的最小化。我们将详尽解析如何构建基础的算术逻辑单元，包括半加器、全加器、多位加法器（如先行进位加法器），并延伸至比较器、译码器（Decoder）和编码器（Encoder）的设计。此外，多路复用器（Multiplexer, MUX）和数据选择器作为通用逻辑功能块的实现方式，也将被深入分析。 第二部分：时间的艺术——时序逻辑与状态机的构建 如果说组合逻辑决定了“当前输入产生什么输出”，那么时序逻辑则引入了“时间”这一维度，使得系统能够记忆（存储状态）和同步（按时钟节拍工作）。 本部分从最基本的锁存器（Latch）入手，解释其基本结构和对时钟信号的敏感性，进而过渡到更实用的触发器（Flip-Flop），包括SR, D, JK, T型触发器的工作特性、时序图（Timing Diagrams）的解读以及对建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）约束的理解。 随后，我们将系统地介绍时序电路的设计方法论。这包括寄存器（Register）的构建、移位寄存器在数据并行/串行转换中的应用，以及计数器（Counter）的设计（同步与异步计数器）。 本书的重点之一在于有限状态机（Finite State Machine, FSM）的设计。我们将详细阐述米里（Mealy）模型和穆尔（Moore）模型的区别与应用场景。读者将学习如何从功能描述出发，建立状态转移图、状态表，进行状态化简（包括使用状态图和状态表），并最终通过D触发器和组合逻辑实现整个同步时序系统。对竞争冒险（Race Conditions）和毛刺（Glitch）现象的分析与消除，是确保时序电路可靠运行的关键技术点，也将被详细讨论。 第三部分：系统级抽象与中规模集成电路的应用 在掌握了基本逻辑单元的设计和实现后，本部分将引导读者理解现代数字系统是如何通过抽象和模块化构建的。 我们将不再从晶体管级别开始设计，而是利用中规模集成电路（MSI）和大规模集成电路（LSI）提供的标准功能块，如先进的加法器、更复杂的译码器结构以及各种规格的RAM/ROM芯片。重点分析存储器（Memory）的工作原理，包括静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的单元结构、读写操作的时序要求，以及如何通过地址译码机制构建更大容量的存储阵列。 此外，可编程逻辑器件（PLD）的概念将被引入，作为从纯硬件逻辑到硬件描述语言（HDL）设计范式的过渡。我们将简要介绍可编程只读存储器（PROM）、现场可编程逻辑门阵列（FPLA）和通用阵列逻辑（GAL）的基本结构，展示它们如何提供比标准固定逻辑门更灵活的系统实现方案。 第四部分：数字化世界的信号处理基础——数模与模数转换 数字系统与真实世界（模拟世界）的交互是不可或缺的。本部分将作为桥梁，探讨如何将连续的物理信号转换为离散的数字信号，反之亦然。 我们将深入分析数/模转换器（DAC）的结构，特别是加权电阻式和R-2R梯形网络的工作原理、分辨率和转换时间。随后，我们将剖析模/数转换器（ADC）的几种主要类型，包括比较器链式（Flash ADC）的高速性、逐次逼近式（SAR ADC）的效率，以及双积分式的抗干扰能力。对量化误差、有效位数（ENOB）等性能指标的讨论，将帮助读者理解数字采样的局限性。 结语：走向硬件描述语言（HDL）与FPGA实现 本书的最终目标是为读者打下坚实的硬件基础，使他们能够自信地迈向现代电子设计自动化（EDA）工具和硬件描述语言（如Verilog或VHDL）的学习。所有在前面章节中通过手动化简和门级电路实现的逻辑功能，都可以在HDL中被高效地映射和综合。掌握这些底层原理，意味着读者将能够洞察HDL编译器和综合工具的优化过程，从而写出更高效、更可靠的硬件代码。 本书适合于初次接触数字电子学、计算机组成原理的工科学生，以及希望重新系统梳理并深入理解计算设备底层机制的专业人士和爱好者。通过严谨的理论推导和详尽的实例分析，读者将不仅“会用”数字电路，更能“设计”和“理解”数字电路的本质。

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