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出版者:华中理工大学出版社

作者:毛法尧

出品人:

页数:296

译者:

出版时间:1996-1

价格:21.80元

装帧:

isbn号码:9787560913742

丛书系列:

图书标签:

• 数字电路
• 逻辑设计
• 计算机组成原理
• 数字系统
• 布尔代数
• 组合逻辑
• 时序逻辑
• FPGA
• Verilog
• VHDL

《数字逻辑》 内容梗概： 《数字逻辑》是一部深入探讨数字电路基本原理、设计方法与应用技术的权威性著作。本书以严谨的逻辑体系，层层递进地解析了数字世界赖以生存的基石——数字信号的转换、处理与控制。从最基础的逻辑门电路出发，逐步引入组合逻辑与时序逻辑的概念，并在此基础上引导读者构建复杂数字系统。 核心内容详解： 本书的开篇，便为读者构建了一个坚实的理论基础。首先，对二进制数制、逻辑运算（如与、或、非、异或）及其真值表进行了详尽的阐述，让读者理解数字信号的本质。接着，深入介绍了几种重要的逻辑门电路（AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR）的构造原理、逻辑功能以及它们在实际电路中的应用。 在此基础上，本书重点讲解了组合逻辑电路的设计与分析。读者将学会如何利用卡诺图（Karnaugh Map）和布尔代数化简方法，对复杂的逻辑表达式进行优化，从而设计出高效、精简的组合逻辑电路。书中所涉及的组合逻辑功能模块包括译码器、编码器、多路选择器、数据分配器等，这些都是构成现代数字系统的基本单元。 随后，本书的重点转向了时序逻辑电路。这是数字系统实现存储和状态转移的关键。读者将学习到触发器（Flip-Flops）的不同类型（SR, JK, D, T）及其工作原理，理解它们如何作为基本的存储单元。在此基础上，本书将时序逻辑电路分为同步时序逻辑和异步时序逻辑，并详细讲解了状态机（State Machines）的设计方法，包括有限状态机（FSM）的建模、状态图的绘制以及状态转移表的生成。寄存器、计数器、移位寄存器等典型时序逻辑电路模块的构造与应用，也得到了深入的剖析。 为了帮助读者更好地理解和实践，本书还广泛介绍了多种数字系统设计方法。其中，硬件描述语言（HDL），如Verilog或VHDL，作为现代数字电路设计的主流工具，占据了重要篇幅。读者将学习如何使用HDL来描述数字电路的功能，进行仿真验证，以及最终将设计转化为实际的硬件。本书还涵盖了PLD（可编程逻辑器件）、FPGA（现场可编程门阵列）等集成电路技术，介绍了它们的工作原理、结构特点以及在数字系统设计中的应用优势。 此外，《数字逻辑》还探讨了数字系统设计中的一些关键工程问题，例如时序分析、时钟信号的产生与分配、竞争冒险现象的消除、逻辑故障的检测与诊断等。这些内容对于设计出稳定可靠、性能优越的数字系统至关重要。 章节亮点（举例）： 逻辑代数与布尔定律： 详细梳理了布尔代数的基本公理和定理，并通过大量的例题演示如何运用这些规则进行逻辑表达式的化简和等价变换。 卡诺图优化： 循序渐进地介绍了卡诺图在四变量、五变量逻辑函数化简中的应用，以及如何处理“Don't Care”条件，实现最简逻辑电路。 时序逻辑电路的分析与设计： 深入讲解了如何通过状态图和状态转移表来描述和设计同步时序逻辑电路，并提供了多种实际电路的实例分析。 硬件描述语言入门： 提供了清晰的HDL语法介绍和设计流程，指导读者如何使用仿真工具进行验证，为实际的FPGA开发奠定基础。 数字系统实例分析： 选取了例如数据通路、控制器、存储器接口等典型数字系统，从整体架构到模块设计进行剖析，帮助读者巩固所学知识。 本书价值： 《数字逻辑》不仅是电子工程、计算机科学等相关专业本科生和研究生的理想教材，也是数字电路设计工程师、嵌入式系统开发者以及对数字技术感兴趣的爱好者们的宝贵参考书。通过研读本书，读者将能够： 深刻理解数字电路的工作原理。 掌握数字系统设计的基本方法和工具。 具备分析和解决复杂数字逻辑问题的能力。 为进一步学习微处理器、数字信号处理、集成电路设计等高级课程打下坚实基础。 本书以其系统性的知识体系、清晰的讲解逻辑和丰富的实践指导，为读者打开了通往数字世界的大门，是掌握现代数字技术不可或缺的一本力作。

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这本书的封面设计着实吸引人，那种深沉的蓝色调配上简洁的白色字体，散发着一种既专业又略带神秘的气息。初翻阅时，我被作者详尽的叙述方式所震撼。它不像许多技术书籍那样干巴巴地堆砌公式和理论，而是用了一种近乎讲故事的口吻，将复杂的概念娓娓道来。比如，在介绍到布尔代数的基本运算时，作者竟然能将其与现实生活中的决策过程联系起来，让人恍然大悟。我记得有那么一章，专门讨论了逻辑门电路的优化问题，作者没有直接给出最优解，而是引导读者一步步去“发现”那个最优解，这种启发式的教学方法，极大地激发了我探索的欲望。阅读过程中，我感觉自己不是在被动地接受知识，而是在主动地参与一场智力游戏。书中的插图绘制得非常精美，那些电路图的布局清晰得令人赞叹，即便是初次接触这类图形的人，也能迅速理解信号的流向和状态的转换。特别是关于时序逻辑的部分，作者构建了一个生动的虚拟系统作为案例，让原本抽象的时序图变得具象化，有效避免了读者在理解反馈回路时产生的认知障碍。整本书的逻辑脉络极为严谨，从最基础的真值表到复杂的组合逻辑电路，过渡自然流畅，几乎没有让人感到突兀或迷茫的节点。这本书读完后，我感觉自己对底层计算原理的理解提升到了一个新的高度，不再满足于停留在表面的应用层面，而是开始对“为什么会这样工作”产生了浓厚的兴趣。

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老实说，我买这本书的时候，心里其实是有些忐忑的。我担心它会像我以前买过的很多计算机科学入门读物一样，晦涩难懂，充满了拗口的术语，读几页就想束之高阁。然而，这本书却完全超出了我的预期。它的写作风格极其注重读者的“体验感”。作者似乎深谙读者的心理变化过程，总能在关键的转折点设置一些“知识点小测验”或者“思考题”，这些并不是强制性的考核，更像是老朋友之间的一次轻松对话，让你立刻检验刚刚学到的东西是否真正内化了。尤其令我欣赏的是，书中对不同逻辑家族的特性对比分析做得非常到位。什么TTL、CMOS，那些参数的差异本来很容易让人混淆，但作者用了一种非常形象的比喻——就像比较两种不同型号的跑车，各有侧重，各有优缺点——一下子就让这些技术名词变得鲜活起来。更让人称道的是，书中对设计规范和实际工程中的“陷阱”也有所提及，这些都是教科书里通常会忽略的宝贵经验。比如，某个引脚的上拉电阻为什么需要特定的阻值，而不是随便选一个，里面蕴含了大量的物理层面的考量。读这本书，我感觉自己仿佛得到了一个经验丰富的老工程师的私人辅导，很多过去困扰我的“为什么”都得到了圆满的解答。这种实用性和理论深度兼备的特点，让它在我的书架上占据了无可替代的位置。

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我必须承认，我对技术书籍的品味一向比较挑剔，很多书籍的排版和印刷质量实在不敢恭维，看得人眼睛发花。但这本书在物理呈现上，也展现出了极高的专业水准。纸张的选择非常考究，既保证了墨色的清晰度，又不会因为太光滑而反光，长时间阅读下来，眼睛的疲劳感明显减轻。更让我满意的是，书中的代码示例——尽管逻辑设计更多是图示，但对一些底层描述语言的应用讲解，其格式化做得无可挑剔。每一个逻辑表达式的书写都遵循了严格的规范，符号的使用也高度一致，这对于习惯了严谨表达的读者来说，是极大的福音。在章节的末尾，作者还贴心地附上了一些“高级拓展阅读建议”，这些建议往往指向一些更前沿或更专业的领域，为那些希望进一步深造的读者提供了明确的下一步方向，体现了作者对整个学科领域的宏观视野。这种对细节的极致关注，从排版到内容拓展，都让人感觉到这是一本由真正热爱并精通此道的专家精心打磨的作品，而非匆忙赶工的产物。它不仅仅是一本教材，更像是一件值得收藏的工具书。

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这本书最让我感到惊喜的地方，在于它对“抽象”与“实现”之间的桥梁搭建得异常稳固。在学习数字逻辑时，一个常见的问题是，我们很容易沉迷于复杂的逻辑门符号和布尔代数公式的推演，却对这些抽象规则最终如何在物理世界中转化为实际的硬件感到模糊。这本书巧妙地穿插了对晶体管级电路的简要回顾，不是深入到半导体物理层面，而是用最简洁的方式说明了“为什么一个NAND门会产生特定的高低电平响应”。这种“溯源”的讲解，让“与非门”不再仅仅是一个逻辑符号，而是扎根于物理实体的一种行为。同时，作者在讲解如有限状态机（FSM）时，对状态图和状态表的绘制规范进行了细致的讲解，并特别强调了避免“冒险”（Hazard）和“竞争”（Race Condition）的重要性。这些都是在初级教程中往往被一带而过的关键点，但它们恰恰是设计稳定可靠系统的核心。通过阅读，我深刻理解到，数字逻辑的设计艺术，在于如何在抽象的数学模型和实际电子元件的物理限制之间找到完美的平衡点。这本书成功地引导我完成了从纯粹的逻辑思考到工程实现的思维跨越。

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这本书的内容组织，简直可以称得上是一次精妙的认知导航。它不像那种平铺直叙的百科全书，而是像一张精心绘制的路线图，清晰地标示出了知识的“主干道”和“支线”。在刚开始学习时，我发现自己很容易在各种逻辑组合的细节里迷失方向，分不清什么是重点，什么是次要的补充。这本书的结构就解决了这个问题。它通过模块化的章节设计，确保每一部分学习结束后，读者都能清晰地掌握一个独立且完整的知识模块。例如，对于编码器和译码器这种相互关联的概念，作者并没有把它们混在一起讲，而是先彻底解析了译码器的功能和实现，再引入编码器的逆向思维，这种“循序渐进，层层递进”的编排方式，极大地降低了学习的认知负荷。再者，书中对一些历史上的经典设计，比如全加器、多路选择器的不同实现方案，进行了深入的对比分析，不仅展示了不同的实现路径，更重要的是解释了选择某一特定路径背后的设计哲学和权衡取舍。这种对“设计思想”的挖掘，远比单纯记忆电路图要有价值得多。每一次翻阅，我都能从中发现新的细节和更深层次的理解，这本书的价值正在于它的“可重读性”和不断发现新意的能力。

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