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出版者:Prentice Hall

作者:M. Morris Mano

出品人:

页数:516

译者:

出版时间:2001-8-1

价格:USD 120.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780763734169

丛书系列:

图书标签:

• 数字设计
• 计算机组成原理
• 逻辑设计
• 数字电路
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• EDA
• 计算机体系结构
• 电子工程

数字逻辑与电子系统设计原理 内容简介 本书深入探讨了现代数字电子系统的基础理论、设计方法与实现技术。全书结构严谨，内容翔实，旨在为读者构建一个全面且深入的数字系统知识体系。内容涵盖从最基本的布尔代数和逻辑门电路，到复杂组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析，并进一步扩展至存储器、可编程逻辑器件（PLD）的应用，以及微处理器和微控制器系统的基础架构。 第一部分：数字系统基础与逻辑代数 本部分奠定了整个数字电子学的基础。首先，详细介绍了数字信号的特性、数制转换（二进制、八进制、十六进制等）以及它们在计算机系统中的重要性。随后，深入讲解了布尔代数的基本公理、定理和代数化简方法。着重阐述了如何使用卡诺图（K-map）和Quine-McCluskey方法对复杂布尔函数进行最小化，这是高效电路设计的前提。 接着，本书详细分析了基本的逻辑门（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）及其异或门的特性、工作原理和实现技术。特别讨论了标准逻辑系列（如TTL和CMOS）的电气特性、噪声容限和功耗差异，使读者能够理解不同器件在实际应用中的适用性。 第二部分：组合逻辑电路的设计与实现 本部分专注于不含记忆元件的电路设计。内容从基础的译码器（Decoder）、编码器（Encoder）、数据选择器（Multiplexer, MUX）和数据分配器（Demultiplexer, DEMUX）的原理和应用入手。这些基本功能模块是构建更复杂数据处理单元的核心。 随后，重点剖析了算术逻辑单元（ALU）的设计。详细介绍了半加器、全加器、串行加法器、并行加法器（如超前进位加法器）的结构与运算过程。同时，也涵盖了乘法和除法的逻辑实现基础。 在时序控制方面，本书探讨了可编程逻辑阵列（PLA）和可编程只读存储器（PROM）作为实现复杂组合逻辑的有效手段。强调了逻辑电路设计中的竞争与冒险现象，并提供了检测和消除这些瞬态错误的实用技术。 第三部分：时序逻辑电路与状态机设计 时序逻辑是实现系统记忆和顺序控制的关键。本部分首先介绍了触发器（Flip-Flop）的类型（SR, D, JK, T）及其特性表、状态图和时序图。深入分析了主从式触发器和边沿触发触发器的区别及其在时序电路中的作用。 核心内容集中在寄存器和计数器的设计。详细阐述了串行、并行加载寄存器的工作原理，以及异步和同步计数器的构造，包括加法、减法、环形和扭环计数器的实现。 最后，本部分系统地介绍了有限状态机（FSM）的设计方法，包括摩尔（Moore）模型和米利（Mealy）模型的构建、状态分配、状态简化和电路图绘制。通过实例演示了如何利用FSM设计控制器、序列检测器和简单的状态控制单元，这是任何复杂数字系统（如CPU控制单元）设计的基石。 第四部分：存储器与数据传输 本部分聚焦于数字系统中数据存储的实现。详细介绍了静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）的基本单元结构、读写操作的时序要求以及内存寻址机制。讨论了存储器的组织方式，如字宽和字深度的扩展。 此外，本书还涵盖了输入/输出（I/O）接口的基本概念，包括并行和串行数据传输的常用协议基础。这为理解系统如何与外部世界交互打下基础。 第五部分：可编程逻辑器件（PLD）与硬件描述语言（HDL）基础 随着集成电路技术的发展，直接使用标准门电路实现复杂逻辑变得低效。本部分介绍了可编程逻辑器件（PLD）的概念，包括PAL（可编程阵列逻辑）、GAL（通用阵列逻辑）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的内部结构和编程原理。这些器件极大地简化了电路的原型设计和快速迭代。 为了适应现代电子设计流程，本部分引入了硬件描述语言（HDL）的基础概念。简要介绍了使用VHDL或Verilog描述数字电路的优势，并展示了如何用HDL语言来描述组合逻辑和时序逻辑，为后续的逻辑综合和仿真工作做好准备。 第六部分：同步异步系统与系统级概述 最后，本书探讨了系统级设计中必须考虑的关键问题。详细分析了同步与异步电路设计之间的权衡和挑战，特别是时钟分布网络的设计对系统性能和稳定性的影响。讨论了时序违例（Timing Violations）、建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）在实际芯片设计中的重要性。 此外，本部分提供了一个宏观视角，简要介绍了数字系统设计如何扩展到更复杂的领域，例如微处理器的工作原理简介（指令周期、数据通路）和基本的系统总线结构，将所学的门级和寄存器级知识提升到系统架构层面。 本书的编写风格侧重于理论的严谨性与工程实践的结合，配有大量的例题、设计实例和详细的原理图示，确保读者不仅掌握“是什么”，更理解“为什么”以及“如何做”，为从事电子工程、计算机工程或相关领域的专业人士提供坚实的理论和实践基础。

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我必须说，这本书给我的学习体验带来了巨大的惊喜。我一直对计算机的底层运作感到好奇，但那些专业的书籍往往让我望而却步。而《Digital Design》就像一位循循善诱的老师，用清晰的语言和生动的比喻，带领我一步步走进数字设计的殿堂。它并没有直接抛出复杂的理论，而是从最基础的概念开始，比如布尔代数和逻辑门，然后循序渐进地构建起整个数字系统的框架。我尤其欣赏作者在解释抽象概念时所使用的类比，它们非常形象，能够帮助我快速抓住核心思想。例如，它将组合逻辑电路比作一个“决策机器”，而时序逻辑电路则像一个“记忆系统”，这种生动的描述让我在记忆和理解上受益匪浅。这本书的排版也非常合理，大量的图示和例子贯穿始终，让枯燥的理论变得活泼起来，也方便我随时回顾和查阅。我感觉自己不仅仅是在学习技术，更是在学习一种解决问题的能力，一种将复杂事物系统化、条理化的能力。它让我对编程和软件开发有了更深层次的理解，因为我终于知道，那些代码最终是如何被翻译成硬件指令，并在物理世界中执行的。

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这本书，或者更准确地说，是它所呈现的数字世界，已经深深地吸引了我，让我进入了一个前所未有的思维领域。我并非科班出身，但抱着对科技的好奇心，我翻开了《Digital Design》。最初，我以为这会是一本枯燥的技术手册，充斥着我无法理解的符号和电路图。然而，随着我深入阅读，我发现它远不止于此。它更像是一本关于如何构建和理解现代世界的蓝图。每一页都像在揭示一个隐藏的逻辑，让我惊叹于事物是如何被创造出来的。从最基础的逻辑门，到复杂的处理器架构，这本书以一种我能理解的方式，将这些抽象的概念具象化。它不仅仅是知识的传递，更是一种思维方式的启迪。它教会了我如何分解复杂的问题，如何用逻辑的眼光去审视周围的一切。即使是我平时使用的智能手机，现在在我眼中也变得不再神秘，而是由无数个精妙设计的数字组件组成的奇迹。这本书让我看到了工程师的智慧和创造力，以及他们如何将无形的逻辑转化为有形的现实，深刻地改变了我们的生活。它让我开始思考，在所有我们习以为常的科技背后，隐藏着怎样严谨的思考过程和巧妙的设计。

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这本书的价值，在于它不仅仅是一本技术书籍，更是一种思维的启蒙。在我阅读《Digital Design》之前，我对数字世界的感觉是模糊而神秘的。而这本书，则像一位经验丰富的向导，带领我穿越了那些抽象的概念，深入到数字逻辑的核心。我尤其被书中对于时序分析和同步设计的讲解所吸引，它让我明白了在高速数字系统中，时钟信号的精确控制是如何至关重要的，以及如何通过各种技术来克服信号延迟和时序冲突。这种对细节的关注和对精确性的追求，贯穿了整本书，让我深刻体会到数字设计中的严谨和艺术。它让我认识到，每一个数字设备的诞生，都离不开工程师们在逻辑、时序、功耗和可靠性等多个维度上的精细权衡和巧妙设计。这本书的阅读，不仅仅是知识的获取，更是一种对工程思维和科学精神的深刻体验，它让我对“设计”有了更深刻的理解，也让我对科技的进步充满了敬畏。

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对于这本书的评价，我想用“革新”这个词来形容它带给我的学习体验。我一直对电子工程领域充满兴趣，但相关的书籍往往让我觉得难以入门。而《Digital Design》则完全颠覆了我的这一认知。它以一种极其系统和逐步递进的方式，引导读者从最基础的逻辑概念开始，逐步构建起对整个数字系统设计原理的理解。我尤其欣赏书中对于如何优化设计、如何降低功耗以及如何提高时钟频率的探讨，这些内容不仅仅是理论上的讲解，还包含了大量的实际应用和案例分析，让我能够将学到的知识与现实世界联系起来。书中关于硬件描述语言（HDL）的介绍，也让我认识到，在现代数字设计中，软件和硬件是如何紧密结合，协同工作的。这让我意识到，数字设计并非仅仅是画电路图，更是一个涉及软件编程、系统仿真和逻辑验证的综合性过程。这本书的阅读，让我不仅掌握了数字设计的理论知识，更重要的是，它培养了我一种解决复杂工程问题的能力，一种用逻辑和系统思维去分析和解决问题的能力。

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《Digital Design》这本书，我将其视为一种思维模式的催化剂。在我翻阅它之前，我对于“设计”的理解仅仅局限于艺术和美学层面。然而，这本书彻底颠覆了我的认知，它让我意识到，在科学和工程领域，“设计”是一种严谨的逻辑构建过程，是一种对效率和功能的极致追求。书中对于各种逻辑门的组合、状态机的设计以及系统级别的抽象，都展示了一种将复杂问题层层剖析，并用简洁有效的逻辑单元去解决的智慧。我尤其被书中对于时序电路的讲解所吸引，它让我明白了“时间”在数字系统中的重要性，以及如何通过精确的时钟信号来同步和控制整个系统的运行。这不仅仅是技术层面的知识，更是一种对事物发展规律的深刻洞察。我发现，这种“设计”思维，也同样可以应用于我日常生活中的许多方面，比如如何规划一个项目，如何组织信息，甚至是如何解决一个棘手的问题。这本书就像一位良师益友，它不仅传授了我知识，更重要的是，它激发了我用一种更系统、更具逻辑性的方式去思考和行动。

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《Digital Design》这本书，它所提供的不仅仅是关于数字电路设计的知识，更重要的是，它教会了我如何用一种系统化、模块化的方式去思考和解决问题。我之前对计算机硬件的理解非常有限，总觉得它们是独立存在的个体。而这本书，通过对逻辑门、组合逻辑、时序逻辑以及系统级设计的详细讲解，让我看到了这些看似独立的单元是如何通过精密的组合和协作，最终形成我们今天所熟知的各种电子设备。我特别欣赏书中对于状态机的阐述，它将复杂的控制逻辑抽象成有限的状态和状态之间的转换，这种方法论在很多领域都有着广泛的应用。它让我明白，很多复杂的问题，都可以通过将它们分解成更小的、可管理的模块，并定义它们之间的交互关系来解决。这本书的阅读，不仅仅是技术知识的学习，更是一种思维方式的升级，它让我能够用更清晰、更逻辑的眼光去审视世界，并尝试用更系统的方法去解决问题。

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这本书为我打开了一扇通往数字逻辑世界的窗户，让我得以窥见隐藏在现代科技背后那些精密而优雅的设计。作为一个对电子产品充满好奇但又缺乏专业知识的普通人，我原以为《Digital Design》会是一本晦涩难懂的理论书籍。然而，它以一种极其友好的方式，将复杂的数字系统构建过程变得清晰易懂。作者巧妙地运用了大量图形化的表示方法，如真值表、卡诺图以及时序图，这些工具不仅直观地展示了逻辑运算的过程，更帮助我建立了抽象概念与具体实现之间的联系。我特别喜欢它在讲解组合逻辑和时序逻辑时所使用的对比和联系，让我深刻理解了它们各自的作用以及如何协同工作。这本书不仅仅是教我如何“设计”数字电路，更重要的是，它教会了我“思考”数字系统。它让我明白，每一个数字设备，从简单的计算器到复杂的超级计算机，其核心都是基于一套严谨的逻辑规则和高效的设计策略。这让我开始以一种全新的视角去审视我所使用的科技产品，它们不再是冰冷的机器，而是人类智慧的结晶，是逻辑和创造力完美结合的产物。

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坦白说，一开始我对《Digital Design》抱有的期望并不是特别高，我只是把它当作一本了解数字系统大概原理的书籍。然而，越读下去，我越发觉自己低估了它的价值。这本书真正让我感到震撼的是它对于“抽象”这一概念的精妙运用。作者并没有让我一开始就去接触复杂的集成电路设计，而是从最基本的逻辑门开始，一步步地构建出更高级别的模块，最终形成一个完整的系统。这个过程就像是在建造一座宏伟的建筑，从最基础的砖石，到墙壁，再到屋顶，每一步都建立在前一步的基础上，并且每一层都隐藏着前一层更为精细的结构。这种分层的设计思想，不仅在数字设计领域至关重要，在我看来，在生活中的许多方面都同样适用。它让我学会了如何将一个庞大而复杂的问题分解成若干个更小、更易于管理的部分，然后逐个击破。这本书的逻辑严谨性也让我印象深刻，每一个概念的引入都有其必然的理由，并且相互之间环环相扣，形成了一个坚实的知识体系。我发现，通过理解这些基本的数字设计原则，我不仅能更好地理解计算机硬件，还能对其他许多工程领域产生共鸣。

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这本书的深度和广度着实让我感到惊喜。它不仅仅是浅尝辄止地介绍数字设计的概念，而是深入到各个关键领域，并且在每个领域都给予了详尽的阐述。我尤其欣赏它对于不同设计方法论的探讨，比如自顶向下和自底向上，以及它们各自的优缺点。这种辩证的视角让我能够更全面地理解数字设计的本质，并根据具体情况选择最合适的方法。书中关于验证和测试的部分也让我受益匪浅，它强调了在设计过程中进行严格验证的重要性，这不仅能够保证设计的正确性，还能极大地提高设计的效率和可靠性。我发现，这本书的作者对于数字设计的每一个环节都有着深刻的理解，并且能够用清晰的语言将这些复杂的知识传递给读者。它让我明白，一个成功的数字系统，不仅仅是硬件的堆砌，更是精妙设计、严谨验证和持续优化的结果。这本书的阅读体验，让我觉得自己仿佛置身于一个充满智慧和创造力的工程师团队之中，与他们一同探索数字世界的奥秘。

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《Digital Design》这本书，它所带来的不仅仅是知识的增长，更是一种视野的拓展。在我接触这本书之前，我总是将计算机看作一个整体，一个黑箱。而这本书，就像一把钥匙，为我打开了通往这个黑箱内部的大门。它让我看到了构成这个黑箱的无数个精巧的“齿轮”和“杠杆”，也就是那些基础的逻辑门和组合逻辑，以及它们如何通过时序控制，协作运作，最终实现复杂的计算和信息处理。我特别惊叹于书中对于状态机设计的讲解，它将抽象的“状态”和“转换”概念，通过有限状态机的模型，清晰地展示出来，让我理解了像微处理器、控制器等复杂系统是如何工作的。这种将抽象概念转化为可视化模型的能力，是我在这本书中最受启发的地方。它让我明白，很多看似高深莫测的技术，其底层逻辑都是由一系列清晰、有序的步骤组成的。这本书的阅读，让我对数字世界的构成原理有了前所未有的深刻认识，也让我对那些创造这一切的工程师们充满了敬意。

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这样装13真的不好但是我好久没有马过读的书了啊啊不开心啊T T。至少我确实是读，完，了=皿=

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