数字逻辑与数字集成电路-第1章

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1、数字逻辑与数字集成电路（第2版）清华大学计算机系列教材王尔乾杨士强巴林风编著数字逻辑(2002级本科生课程)清华大学计算机系杨士强yangshq@tsinghua.edu.cn赵有建zhaoyj@csnet1.cs.tsinghua.edu.cn引言“数字逻辑”课程的地位数字与逻辑数字与模拟数字逻辑领域的前沿问题课程的主要内容如何学好这门课CC2001(ComputingCurricula)计算机学科人才的专业能力要求：计算思维能力—抽象思维能力和逻辑思维能力算法设计与分析能力程序设计能力计算机系

2、统的认知、分析、设计和应用能力为实现上述要求设置的四大系列课程：公共基础系列，基础理论系列，软件技术系列，硬件技术系列“数字逻辑”是计算机硬件技术系列的基础计算机系统结构计算机组成原理数字逻辑计算机系统的软硬件功能分配计算机系统的逻辑实现计算机组成的物理实现数字与逻辑(Digital&Logic)逻辑：研究思维的规律性；关于思维形式及其规律的科学；研究概念、判断和推理以及相互联系的规律、规则，以帮助人们正确地思维和认识客观真理。学习工作时时处处离不开“逻辑”：讲话要有逻辑性、写论文逻辑层次要清晰；

3、逻辑推理能力、逻辑判断能力……数理逻辑：研究推理、计算等逻辑问题，又称符号逻辑，是离散数学的重要内容，是计算机科学的基础。数字逻辑：用二进制为基础的数字化技术解决逻辑问题。数字与逻辑(Digital&Logic)逻辑代数：应用代数方法研究逻辑问题，又称布尔代数，开关代数（还有开关理论，开关电路等），是逻辑化简的主要工具。数字逻辑电路的设计、分析，要借助于逻辑代数这一数学工具。逻辑代数中二值运算的公式、运算及定律要应用到数字逻辑电路。实现逻辑功能可用的数字电路：1、数字集成电路2、可编程逻辑器件(P

4、LD)数字与模拟(Digital&Analog)（离散与连续）digit原意泛指“数目的文字”。在计算机领域，digital与其它词一起使用，主要用于区别“模拟”，指将连续变化的模拟量用二进制数表达和处理。现实世界中存在模拟与数字两大系统，电子数字计算机是最典型的数字系统。模拟量经采样、量化可转换为数字量。数字量更便于加工、处理、传输、存储等，可靠，抗干扰能力强。数字集成电路是实现数字量处理和运算的功能单元。+V-V电压p2p时间+V-V电压p2p时间+V-V电压p2p时间(a)模拟表示(b)离散

5、表示(c)脉冲表示无所不在的“数字化”技术以二进制为代表的数字化技术已经渗透到人们日常生活的各个领域，改变了人们的工作和生活方式。现代数字化技术的核心就是计算机和网络，计算机和网络已经溶入到各个领域，各个方面，无所不在，无所不能。DigitalX举例：数字电视，数字电话，数码相机，数字化仪表，数字化医疗设备，数字图书馆，数字博物馆，数字化地球，数字化城市，西部数字鸿沟……数字逻辑领域的前沿技术多值逻辑模糊逻辑计算机辅助逻辑设计集成电路设计自动化可编程逻辑设计数字系统与模拟系统的混合设计数字电路的故

6、障诊断与可靠性，等等软件固化的设计方法计算机系统演变过程系统的设计过程：第一步：软件算法模拟；第二步：硬件固化硬件系统的发展：onsystemonboardonchip专用与通用结合，逐步由专用到通用软件：灵活，可任意修改，但速度慢硬件：速度快，不可任意修改软件与硬件在逻辑功能上是统一的，在硬件设计中逐步引进软件可编程的思想，“以存代算的思想，各种可编程逻辑器件（PLD）为硬件设计带来方便。课程主要内容CC2002“数字逻辑”课程大纲数制与码制逻辑代数逻辑电路表示组合电路分析与设计时序电路分析与设

7、计逻辑门阵列组合逻辑时序逻辑（同步时序）可编程逻辑（PROM，PAL，GAL等）5次实验，最后一次综合实验学习数字逻辑电路的分析、设计和实现通过计算机系统中用到的典型逻辑电路的设计、分析，达到：1、掌握逻辑设计和分析的基本方法2、实现逻辑设计中应当注意的问题3、熟悉计算机系统中常用IC器件的性能及设计方法BACK与“数字逻辑”相关的课程数字电路（电子系课程）数字电子技术（自动化系课程）数字技术与系统数字逻辑重点是结合计算机设计中的逻辑问题和常用的集成电路特性，为“计算机原理”课程学习打下基础。数字

8、逻辑可以认为是“数字逻辑电路”，“数字逻辑设计”，“数字逻辑系统”等的简称。英文参考书关键词：”DigitalLogic”,“LogicDesign”,“DigitalDesign”,”DigitalLogicDesign”,“DigitalCircuitDesign”，”DigitalLogicCircuitDesign”,“LogicandComputerDesign”，”DesignofLogicSystems”,……如何学好这门课1.计算机学科是实践性极强的学科，重视实践环