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出版者:第1版 (2006年11月1日)

作者:郑国平

出品人:

页数:319

译者:

出版时间:2006-11

价格:28.00元

装帧:平装

isbn号码:9787302137382

丛书系列:

图书标签:

• 模拟电路
• 电子技术
• 模拟电子
• 电路分析
• 电子工程
• 仿真
• 元器件
• 信号处理
• 电路设计
• 高等教育

跨越时代的经典：深入探索数字逻辑的奥秘 书名：数字逻辑与计算机组成原理 作者：王明 教授 编著 出版社：科技高等教育出版社 版次：第三版（2024年修订版） --- 内容简介 《数字逻辑与计算机组成原理》是一部面向电子信息工程、计算机科学与技术、自动化等理工科专业本科生及研究生，同时也可作为相关领域工程技术人员深入学习和参考的权威教材。本书深刻剖析了现代电子与信息系统的基石——数字逻辑电路的设计、分析方法，以及这些逻辑电路如何构建成功能强大的计算机系统。 本书摒弃了过于侧重具体芯片型号的陈旧做法，转而聚焦于底层理论的建立、设计思维的培养与系统化能力的构建。它不仅是知识的传授，更是一套严谨的工程思维训练手册。 全书内容结构清晰，逻辑严密，分为三大核心板块：布尔代数与组合逻辑、时序逻辑电路、以及计算机系统的核心组成。 --- 第一部分：逻辑世界的基石——布尔代数与组合逻辑（第1章至第5章） 本部分是理解所有数字系统的起点。我们从最基础的数制系统（二进制、八进制、十六进制）和编码方式（如BCD码、格雷码）入手，为后续的逻辑运算打下坚实基础。 1.1 布尔代数与逻辑门电路的精髓 详细阐述了布尔代数的基本公理、定理和常用公式。重点分析了标准化的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的功能与特性。通过大量的实例，展示了如何利用代数化简法和卡诺图（Karnaugh Map）来化简复杂的逻辑函数，这对于实现成本最低、速度最快的硬件至关重要。我们深入探讨了多输入函数的化简和竞争与冒险现象的规避。 1.2 组合逻辑电路的设计与分析 本章是实现特定功能的逻辑块的蓝图。我们系统介绍了译码器、编码器、数据选择器（Multiplexer, MUX）和数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）的结构原理和应用。特别强调了加法器、减法器等算术逻辑单元的构建过程，从半加器到全加器，再到串行和并行加法器的设计，确保读者对数字运算的硬件实现有深刻理解。此外，还涵盖了四线串行加法器的限制与改进。 1.3 可编程逻辑器件导论（PLD概述） 在现代电子设计中，通用器件的应用越来越少，可编程逻辑占据主导地位。本章作为过渡，介绍了可编程只读存储器（PROM）、现场可编程逻辑门阵列（PLA）和简单可编程逻辑器件（SPLD）的基本结构和编程思想。这为读者理解后期的复杂可编程逻辑（如FPGA）奠定了概念基础，强调了“硬件描述语言（HDL）”在描述逻辑功能时的优势。 --- 第二部分：存储与状态的建立——时序逻辑电路（第6章至第8章） 数字系统要实现复杂功能，必须具备“记忆”能力。本部分聚焦于存储电路和状态机。 2.1 锁存器与触发器：存储单元的构建 详细剖析了基本锁存器（Latch）的工作机制，特别是对边沿触发和电平敏感的差异进行了深入对比分析。重点讲解了D触发器、JK触发器和T触发器的特性表、状态图和激励表。特别关注了主从结构的设计理念，以解决传输延迟问题。 2.2 寄存器与移位寄存器 讲解了如何将多个触发器组合成寄存器以存储并能并行或串行传输数据。重点演示了串入并出、并入串出、循环移位和通用移位寄存器的逻辑设计，这些是数据处理和接口设计中的核心模块。 2.3 异步与同步时序逻辑电路的设计 这是时序电路设计的核心难点。我们采用了状态转移图（状态图）和状态转移表作为主要设计工具，指导读者进行有限状态机（FSM）的设计。详细区分了米利（Mealy）型和摩尔（Moore）型电路的特点，并指导读者如何通过状态编码（如格雷码编码）来优化电路规模，减少触发器的数量和简化组合逻辑部分。对时钟驱动、毛刺（Glitch）消除等实际工程问题给予了必要的关注。 --- 第三部分：构建智能的机器——计算机系统核心组成（第9章至第12章） 在掌握了逻辑单元后，本部分将这些单元系统化、集成化，展示如何搭建一台“计算机”。 3.1 算术逻辑单元（ALU）与数据通路 深入剖析了ALU的设计，如何通过控制信号选择不同的算术或逻辑操作。随后，本书构建了数据通路（Datapath）的概念，展示了程序指令如何在ALU、寄存器组和内存之间流动，强调了总线结构在连接各个功能部件中的关键作用。 3.2 控制单元的设计与指令控制 控制单元是计算机的“大脑”。我们首先介绍硬布线控制（Hardwired Control）的设计方法，如何通过译码器和时序逻辑来生成精确的微操作控制信号。随后，引入微程序控制（Microprogrammed Control）的概念，对比分析两种控制方式的优缺点，特别是微程序在复杂指令集和指令集扩展中的灵活性。 3.3 指令系统与寻址方式 本章从软件角度审视硬件。详细介绍了指令集的分类（数据传输、算术逻辑、控制转移等）和指令格式。重点分析了不同寻址方式（立即数、直接、间接、寄存器、相对寻址）对程序设计和硬件设计复杂度的影响。 3.4 存储器与I/O系统概述 简要但全面地介绍了半导体存储器的分类（SRAM, DRAM）及其工作原理，特别是地址译码和读写时序。同时，概述了输入/输出（I/O）的基本方式，包括程序控制I/O、中断驱动I/O和DMA（直接存储器访问）的基本概念，使读者对完整的计算机系统有一个闭环的认识。 --- 本书特色与适用对象 强调动手能力与理论结合： 每一章后都配有精心设计的实验指导和思考题，鼓励读者使用硬件描述语言（VHDL/Verilog的理论基础）或基于面包板的实际验证方法来固化所学知识。 深入的工程视角： 不仅限于理想状态的电路分析，还融入了时序约束、功耗考量、噪声容忍度等实际工程设计中的关键约束。 思维的深度训练： 本书旨在培养学生将复杂的系统拆解为可管理的小模块（自顶向下设计）以及将基本逻辑门组合成复杂功能（自底向上实现）的能力。 本书是计算机硬件设计领域不可或缺的工具书，适合有一定电路基础的高年级本科生、研究生以及渴望巩固和提升底层硬件设计技能的工程师。通过系统学习，读者将能够独立设计和分析中小型数字系统，并为后续的嵌入式系统、FPGA开发及高级计算机体系结构课程打下坚实的基础。

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我特别欣赏书中对一些高级模拟电路概念的介绍。比如，在讲解低噪声放大器设计时，书中不仅介绍了各种噪声的来源（如热噪声、散粒噪声），还给出了降低噪声的各种技术手段，如源的匹配、反馈网络的优化等。对于频率合成器、锁相环等复杂的模拟电路模块，书中也给出了清晰的原理框图和关键的技术要点，让我在接触这些前沿技术时，能够有一个初步的了解和认识。这些内容扩展了我的视野，让我看到了模拟电子技术在现代通信、仪器仪表等领域中的重要作用。

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我对这本书的逻辑结构和知识组织方式非常赞赏。它将庞杂的模拟电子技术知识体系化、条理化，让读者能够清晰地把握整个学科的脉络。从基础的半导体器件，到放大电路，再到信号处理电路，每一个章节都承接上一章的内容，层层递进。书中对于重点和难点的讲解尤其突出，会用加粗、斜体等方式强调，并在关键地方设置“思考题”或“注意点”，引导读者主动思考和避免常见误区。这种循序渐进的学习方式，让我在学习过程中感到自信和有条理，能够有效地建立起对模拟电子技术的完整认知。

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总的来说，这是一本我非常推荐给任何对模拟电子技术感兴趣的读者。无论是初学者还是有一定基础的学习者，都能从中受益匪浅。它不仅提供了扎实的理论基础，更注重实际应用和工程实践。书中的内容详实，讲解清晰，图文并茂，逻辑严谨，能够帮助读者建立起对模拟电子技术完整而深刻的理解。在阅读过程中，我不仅学到了知识，更激发了我进一步深入研究模拟电子技术的兴趣。这本书绝对是模拟电子技术领域的一部优秀教材，也是我未来工作中不可或缺的参考书。

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作为一名对模拟电子技术情有独钟的爱好者，我一直在寻找一本能够真正“教懂”我的书。这本书，我可以说它做到了。它不是那种让你死记硬背公式的书，而是让你理解“为什么”的书。在讲解每一个电路的时候，作者都会从最基本的物理原理出发，一步步推导出电路的行为。例如，在讲解反馈电路时，书中会详细分析负反馈和正反馈对电路性能的影响，比如提高稳定性、改变输入输出阻抗、增大或减小带宽等等。这些讲解深入浅出，让我能够真正地理解反馈的本质，而不是停留在表面的应用层面。此外，书中还包含了很多电路设计中的“经验之谈”，这些往往是在学校课堂上难以学到的宝贵知识。

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这本书的封面设计相当有吸引力，简洁大方，以电路图和模拟信号波形为主要元素，散发着一种严谨而又充满魅力的科技感。拿到手后，就能感受到纸张的质感，厚实且略带哑光，翻阅时不会有刺眼的光泽，长时间阅读也不会觉得疲劳。装帧方面也很精细，书页缝合牢固，即使经常翻动也不易散开。从排版上看，字体清晰，大小适中，段落之间的留白也恰到好处，让整体视觉体验非常舒适。每章的标题都醒目地点明了主题，内部的图表和公式更是清晰易懂，大量的插图和示意图穿插其中，将抽象的电子原理具象化，极大地降低了理解的门槛。

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对于我这样对电子技术充满好奇但又非科班出身的读者来说，一本好的入门书籍至关重要。这本《模拟电子技术》无疑满足了我的需求。它没有上来就抛出过于深奥的理论，而是循序渐进地引导读者进入模拟电路的世界。从最基础的晶体管特性讲起，到放大电路、反馈电路、振荡电路等核心概念，都进行了详尽的阐述。尤其令我印象深刻的是，书中对每一个公式的推导过程都写得非常详细，并且会解释清楚每个变量的物理意义，这对于理解电路的工作原理至关重要。书中还穿插了大量的实际应用案例，比如音频放大器、电源稳压器等，这些案例让抽象的理论变得生动具体，我仿佛能看到书中的电路在实际设备中发挥作用，这种成就感是难以言喻的。

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这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师。作者的语言风格非常平实易懂，避免了过于晦涩的学术术语，即使是初学者也能轻松理解。在讲解每一个概念时，作者都会用类比的方式来帮助读者建立直观的认识，这使得抽象的电子原理变得更加生动有趣。例如，在讲解截止频率时，作者会将其比作一个“门槛”，只有信号的频率超过这个门槛才能被有效通过。这种生动的比喻，能够极大地帮助读者理解和记忆。此外，书中还穿插了一些作者在实际设计中遇到的问题和解决方法的分享，这些“干货”让这本书更具实用价值。

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这本书在细节的处理上同样做得非常出色。对于一些容易混淆的概念，比如同相放大器和反相放大器、带通滤波器和带阻滤波器等，书中都进行了清晰的对比和区分，并附有详细的图示和表格。在公式推导过程中，作者非常注重数学上的严谨性，每一步的演算都清晰明了，没有跳跃。同时，书中也穿插了对实际元器件参数（如晶体管的结电容、电阻的寄生电感等）对电路性能影响的分析，这些细节往往决定了一个电路设计的成败，在许多教材中都容易被忽略。这本书能够考虑到这些，充分体现了作者的专业性和对读者的负责。

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我是一名刚刚接触模拟电子技术的研究生，在学习过程中，我发现很多教材在理论的深度和广度上存在一些不足。而这本书，在理论的严谨性方面做得非常出色。它不仅涵盖了模拟电子技术的主要分支，而且在每个分支的深入探讨上都下了功夫。例如，在运算放大器的部分，书中不仅讲解了其基本工作原理，还详细分析了各种差分放大电路、多级放大电路的性能指标，以及如何通过外部元件来补偿和改进其性能。对于一些关键的分析方法，如小信号模型、频率响应分析等，书中都进行了详细的介绍和推导，并且提供了多种分析角度，这对于提升我的电路分析能力非常有帮助。

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与其他一些堆砌公式的教材不同，这本书在讲解理论的同时，非常注重结合实际的工程应用。书中提供了大量的实验电路设计和分析，这些设计往往考虑到了实际元器件的非理想性以及电路的稳定性问题。比如，在讲解滤波器设计时，书中不仅仅给出理论公式，还会分析不同类型滤波器（如巴特沃斯、切比雪夫）的优缺点，以及在实际应用中如何根据具体需求选择合适的滤波器类型和参数。书中还提供了使用仿真软件（如PSpice）进行电路仿真的指导，这对于我这种需要进行大量仿真验证的学生来说，简直是福音。通过仿真，我可以直观地看到电路的实际运行效果，并与理论分析结果进行对比，进一步加深理解。

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