数字电路与逻辑设计 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:华中科技大

作者:曹汉房

出品人:

页数:299

译者:

出版时间:2010-8

价格:32.80元

装帧:

isbn号码:9787560934228

丛书系列:

图书标签:

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• 数字系统设计
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现代控制系统中的高级算法与优化 图书简介 本书深入探讨了现代控制理论在复杂系统中的高级算法应用与优化策略。全书围绕提升控制系统的性能、鲁棒性及智能化水平展开，内容涵盖了从经典控制理论的延伸到前沿自适应、最优控制、非线性控制以及智能控制等多个关键领域。本书旨在为从事工业自动化、航空航天、机器人技术、精密仪器等领域的高级工程师、研究人员和研究生提供一套全面且深入的理论框架和实践指导。 第一部分：控制理论的深化与扩展 本部分首先对经典的线性时不变（LTI）系统理论进行了回顾与深化，重点关注状态空间表示法的优势及在多输入多输出（MIMO）系统中的应用。 第一章：现代状态空间理论的再审视 本章详细阐述了状态观测器设计，包括Luenberger观测器、卡尔曼滤波（KF）的基础理论及其在状态估计中的核心作用。我们不仅分析了标准卡尔曼滤波器的结构和迭代过程，还探讨了扩展卡尔曼滤波器（EKF）和无迹卡尔曼滤波器（UKF）在处理非线性系统状态估计时的优劣势。此外，本章还深入分析了系统的可控性与可观测性，并介绍了如何利用这些性质来指导控制器和观测器的设计，特别是针对奇异系统的处理方法。 第二章：鲁棒控制的核心思想与设计 在实际工程中，系统模型总存在不确定性。本章聚焦于如何设计能够有效抵抗模型误差、外部扰动和参数变化的鲁棒控制器。内容涵盖了 $mathcal{H}_{infty}$ 控制理论的基础，包括描述函数和奇异值分析在鲁棒性评估中的应用。我们详细推导了基于 Riccati 方程的 $mathcal{H}_{infty}$ 控制器求解过程，并介绍了 $D$-K 迭代法等在复杂鲁棒控制设计中的实用技巧。同时，针对结构化不确定性，本章也引入了 $mu$ 综合分析的概念及其在保守性评估中的重要性。 第三章：优化控制：从经典到现代 本部分将理论重点转向性能指标的优化。动态规划原理是本章的基石，详细讲解了 Hamilton-Jacobi-Bellman (HJB) 方程的推导及其在求解最优控制问题中的困难与近似解法。 第四章：LQR/LQG 的高级应用 线性二次调节器（LQR）作为最优控制的典范，在本章中得到了深入探讨。我们不仅分析了其在系统极点配置中的作用，还讨论了如何结合卡尔曼滤波器的最优估计（LQG）来实现最优状态反馈控制。本章的特色在于对 LQR 权重矩阵选择的敏感性分析，并介绍了迭代 LQR (iLQR) 等算法在求解大型非线性系统的近似最优轨迹跟踪问题中的应用。 第二部分：非线性与智能控制的前沿技术 随着对复杂物理系统理解的加深，非线性系统控制和引入学习、推理能力的智能控制成为研究热点。 第五章：非线性系统的精确控制方法 本章系统地介绍了处理光滑非线性系统的关键技术。反步法（Backstepping）被详细展开，从能量函数的设计到递归的控制律构造，展示了如何实现全局渐进稳定控制。针对具有反馈线性化潜力的系统，本章讲解了微分几何在构造状态和输入变换，实现系统线性化方面的应用。此外，我们还讨论了滑模控制（SMC）的原理，重点分析了其抖振问题并介绍了高阶滑模（HOSM）和引入观测器的改进策略，以提高控制精度。 第六章：自适应控制理论与实践 自适应控制关注系统参数变化时控制器性能的维持。本章首先介绍了基于参考模型（MRAC）的自适应控制框架，特别是误差驱动型和基于梯度下降的参数估计方法。随后，重点阐述了鲁棒自适应控制的设计，如何结合李雅普诺夫稳定性理论来保证在参数不确定性存在时的系统稳定性，避免失稳现象的发生。 第七章：强化学习在控制中的融合 本章是本书的前沿探讨部分，旨在连接深度学习与经典控制理论。我们详细介绍了马尔可夫决策过程（MDP）在控制问题建模中的应用，并深入剖析了 Q-learning、深度 Q 网络（DQN）以及策略梯度方法（如 REINFORCE 和 A2C）在连续状态和动作空间中的变体——深度确定性策略梯度（DDPG）和软性 Actor-Critic (SAC)。本章强调了如何将传统控制器的结构（如目标函数和约束条件）融入到强化学习的奖励函数设计中，以确保学习到的策略具有工程可行性和稳定性。 第三部分：复杂系统与多智能体协调 本部分将理论应用于更具挑战性的分布式和协同系统中。 第八章：分布式控制与网络化系统 针对传感器网络和分布式执行器场景，本章探讨了分布式一致性算法。我们分析了基于拉普拉斯矩阵的图论在确保一致性收敛速度和稳定性的作用。对于存在通信延迟和数据丢失的网络化控制系统，本章引入了基于事件触发的采样策略，旨在减少通信负担的同时维持系统性能。 第九章：多智能体系统（MAS）的协同控制 多机器人编队、无人机集群等场景需要多智能体之间的有效协调。本章从领航-跟随架构到基于势场的分布式协同，详细阐述了用于 MAS 的一致性算法、规避障碍策略以及任务分配机制。重点分析了在非完全连通拓扑结构下实现全局目标的控制设计方案。 第十章：系统辨识与参数估计的先进技术 精确的系统模型是精确控制的前提。本章介绍了系统辨识的高级方法，包括递归最小二乘法（RLS）及其改进形式，用于实时参数跟踪。针对非线性和高噪声环境，本章还引入了子空间辨识法（Subspace Identification Method）作为一种强大的黑箱辨识工具，并讨论了如何利用数据驱动的方法来验证和修正辨识模型的准确性。 总结 本书内容逻辑严密，理论推导详尽，同时辅以大量的工程实例和 MATLAB/Simulink 仿真案例，帮助读者将抽象的数学工具转化为解决实际工程问题的能力。阅读完本书，读者将能够熟练驾驭现代控制理论中的主流和尖端技术，为设计下一代高性能、高可靠性的自动化控制系统奠定坚实的基础。

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这本书，我拿在手里，沉甸甸的，仿佛握住了一整个数字世界的基石。打开扉页，浓郁的书香扑面而来，纸张的质感细致入微，印刷的字体清晰锐利，每一处细节都透露着出版者的用心。我首先被它封面的设计所吸引，简洁却不失力量，蓝白相间的配色，勾勒出电路板的抽象线条，仿佛预示着一段关于逻辑的探索之旅即将展开。翻阅目录，每一章的标题都精准地概括了其核心内容，从最基础的逻辑门，到复杂的时序逻辑电路，再到更高级的设计方法论，编排得井井有条，循序渐进，让初学者也能感受到学习的清晰路径。我迫不及待地开始阅读第一章，作者的语言风格非常独特，既有严谨的学术探讨，又不乏生动的比喻和形象的插图，让我这个初次接触数字电路的读者，一点也没有感到枯燥和畏惧。例如，在解释“或门”的逻辑时，作者用了一个生动的例子，将两个开关串联或者并联，生动形象地展现了“或”的逻辑关系，让我瞬间茅塞顿开。整本书在内容的深度和广度上都做得相当出色，它不仅仅是枯燥的理论堆砌，更注重实际的应用和工程的思维。作者在讲解每一个概念的时候，都会辅以大量的例题和实际应用场景，让我能够清晰地看到这些抽象的逻辑是如何在现实世界中发挥作用的。我尤其喜欢其中关于组合逻辑和时序逻辑的章节，作者将它们的关系和区别解释得淋漓尽致，并且通过多个实际电路的设计案例，让我对这些概念有了更深刻的理解。而且，书中对于一些重要的定理和公式，都给出了详细的推导过程，以及它们在实际电路设计中的意义，这对于我深入理解数字电路的原理非常有帮助。这本书不仅仅是纸面上的知识，它更像是一把钥匙，为我打开了通往数字世界的大门，让我看到了逻辑的魅力，也为我未来的学习和实践打下了坚实的基础。我常常会因为书中某个精妙的设计思路而赞叹不已，也会因为某个公式的简洁而拍案叫绝。它让我深刻体会到，数字电路并非是遥不可及的理论，而是可以通过逻辑思维去理解和创造的实际工程。

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这本书给我带来的，是一种思维的飞跃，它以一种极其深刻且富有启发性的方式，将数字电路的奥秘一一揭示。作者的语言风格，宛如一位经验丰富的工匠，在细致地雕琢一件精美的艺术品，每一个字都饱含深意，每一个段落都经过精心打磨。我被书中关于“逻辑门的功能”的讲解所吸引，作者并没有仅仅列出其逻辑符号和真值表，而是将其与现实生活中的各种开关组合联系起来，让我们在理解其功能的同时，也能体会到逻辑的巧妙之处。例如，在讲解“与门”时，作者用了一个“两个红绿灯同时亮起，路口才允许通行”的例子，生动形象地说明了其“必须同时满足”的逻辑要求。书中对“卡诺图化简”的讲解，细致入微，作者不仅给出了化简的步骤，还深入分析了每一步的原理，以及在实际设计中如何运用，让我对逻辑表达式的优化有了更深入的理解。我尤其欣赏书中关于“组合逻辑电路设计”的章节，作者通过一个“电子密码锁”的设计案例，让我们一步步体会到如何将抽象的逻辑需求转化为具体的电路实现，这种工程化的思维导向，让我对数字电路的设计过程有了更清晰的认识。而且，书中对“时序逻辑电路”的讲解，深入浅出，作者通过大量的状态转移图和时序图，让我们直观地理解了触发器的工作原理和状态机的设计思路。令我印象深刻的是，书中关于“时钟信号”的讲解，作者详细阐述了时钟信号的产生、作用以及时序约束的重要性，这让我对同步电路的设计有了更深入的理解。这本书让我明白，数字电路的设计不仅仅是技术的堆砌，更是一种严谨的逻辑思维艺术，需要深刻的理解和精巧的构思。

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这本书给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种思维方式的革新。它以一种极其严谨而又充满洞察力的方式，将数字电路的原理剖析得淋漓尽致。我尤其赞赏作者在处理复杂概念时的细腻手法，比如在解释“时序逻辑”时，他并没有直接抛出大量公式，而是通过一个生动的情景模拟，让我们体会到“状态”和“时间”在数字电路中的重要性，这种将抽象概念具象化的能力，对于学习者来说无疑是巨大的福音。书中对各种逻辑运算的阐述，如同庖丁解牛，条理清晰，逻辑严密，让我对“与”、“或”、“非”等基本逻辑门的理解达到了前所未有的深度。我发现，作者在讲解每一个概念时，都会引用大量的图示和实例，这些图示不仅清晰直观，而且设计得非常巧妙，能够帮助读者快速抓住问题的核心。例如，在讲解组合逻辑电路时，作者通过一个简化的交通信号灯设计案例，让我们一步步理解如何从需求分析到最终的逻辑电路实现，这种工程化的思维导向，对于培养实践能力非常有益。更令我感到惊喜的是，书中对于一些高级数字逻辑设计技术，如状态机设计、流水线技术等，也进行了深入的探讨，并且给出了非常具有启发性的分析，这让我能够提前了解到数字电路设计的更广阔天地。我常常在阅读过程中，被作者的严谨逻辑和深刻见解所折服，他总能从细微之处发现问题，并给出最优化、最简洁的解决方案。这本书的语言风格也十分独特，既有学术的深度，又不乏平实的口语化表达，使得阅读体验非常流畅，仿佛是一位经验丰富的导师在循循善诱。它不仅仅是一本教科书，更像是一本可以反复研读的工具书，每一遍都能从中获得新的感悟和启示。

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这本书以一种沉浸式的方式，将我带入了数字电路的奇妙世界。作者的语言风格极具感染力，仿佛是一位经验丰富的向导，在我探索未知领域时，为我指点迷津。我被书中关于“真值表”的讲解深深吸引，作者并非简单地罗列真值表，而是将其视为揭示逻辑关系的一把钥匙，引导我从不同的角度去理解和分析电路的功能。例如，在讲解“三态缓冲器”时，作者并没有直接给出其结构图，而是先通过一个“多人抢麦克风”的场景，形象地说明了其“高阻态”的工作原理，这种故事化的叙事方式，让我对技术概念的理解更加深入和持久。书中对“组合逻辑电路”和“时序逻辑电路”的划分与联系，解释得非常到位，让我能够清晰地认识到它们各自的特点以及在系统中的作用。我尤其喜欢书中关于“译码器”和“编码器”的章节，作者通过实际应用案例，例如数字显示、键盘输入等，让我们看到这些基础电路模块在现实生活中的重要性，从而激发了我的学习兴趣。而且，书中对于一些关键的数字集成电路，如“多路选择器”、“加法器”等，都进行了详尽的介绍，包括其内部结构、工作原理以及应用场景，这让我对这些“积木块”有了更全面的认识。令我印象深刻的是，书中关于“时序逻辑电路”的讲解，作者并没有停留在理论层面，而是深入探讨了“竞争冒险”、“建立时间”、“保持时间”等实际设计中必须考虑的关键问题，这些细节的处理，体现了作者深厚的工程经验。这本书不仅传授了知识，更培养了我解决实际问题的能力，让我能够更加自信地面对未来的数字电路设计挑战。

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这本书以一种近乎艺术化的方式呈现了数字电路的精妙世界。它的语言，与其说是技术描述，不如说是对逻辑之美的颂歌。我惊喜地发现，作者并没有拘泥于冰冷的公式和繁琐的符号，而是巧妙地将复杂的概念编织成引人入胜的故事。例如，在讲解“与非门”的逻辑时，书中穿插了一个关于“门锁”的类比，将“与非”的逻辑判断过程具象化，让我在理解其工作原理的同时，也能感受到其中的巧妙之处。翻开第一页，我就被一种深邃的智慧所吸引，仿佛置身于一个古老的智慧殿堂，等待着被启迪。书中对逻辑门及其组合的阐述，就像是解构一个复杂的谜题，作者层层剥茧，引领读者一步步走向真理。我特别欣赏书中关于卡诺图的讲解，作者不仅仅是给出方法，更是深入剖析了其背后的原理，以及如何在实际设计中灵活运用，让原本看似枯燥的化简过程变得生动有趣。书中出现的那些图表和波形图，都不是简单的示意，而是精心设计的，每一个线条，每一个节点，都充满了信息量，仿佛在低语着电路的秘密。让我印象深刻的是，作者在讲解时序逻辑电路时，并没有仅仅停留在触发器和状态机的层面，而是深入探讨了时序约束、时钟抖动等实际工程中至关重要的细节，这些内容在很多同类书籍中是很难找到的。书中的例题设计得非常有代表性，涵盖了各种典型应用场景，并且作者在解答过程中，详细阐述了每一步的思路和依据，让我能够从中学习到解决实际问题的有效方法。我个人认为，这本书的价值不仅仅在于传授知识，更在于培养读者的逻辑思维能力和工程素养，它让我学会了如何从更宏观的角度去审视一个电路设计，如何去权衡不同的设计方案，如何去优化电路的性能。读完这本书，我感觉自己的思维方式都发生了微妙的改变，看待问题的方式更加严谨和系统。

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这本书简直是一部数字电路的百科全书，内容之丰富，讲解之透彻，让我惊叹不已。它的语言风格非常朴实，没有过多的华丽辞藻，但每一个字都直击要害，将复杂的数字逻辑原理娓娓道来。我特别喜欢书中关于“门电路”的章节，作者用非常形象的比喻，将这些微小的元器件的功能阐释得一清二楚，仿佛它们就活生生地展现在我的眼前，可以随意摆弄。例如，在解释“异或门”的特性时，作者用了一个“两个人同时按电灯开关”的例子，生动形象地说明了其“不同则为真”的逻辑，这种贴近生活的设计，让我一下子就记住了这个概念。书中对二进制数、逻辑代数以及布尔表达式的讲解，条理清晰，循序渐进，让我在最短的时间内掌握了数字电路的基础语言。我尤其欣赏书中对“逻辑优化”的讲解，作者详细介绍了各种化简方法，并且通过大量的实例，让我们体会到优化后的电路在性能和成本上的优势，这种强调实际应用价值的教学方式，让我对数字电路的学习充满了动力。此外，书中还涉及了许多实际的电路设计实例，从简单的加法器到复杂的存储器，都给出了详细的设计流程和实现方案，这对于我理解理论知识如何转化为实际产品非常有帮助。我印象深刻的是，书中关于“时序电路”的部分，作者并没有将概念弄得过于抽象，而是通过详细的时序图和状态转移图，让我们直观地理解触发器的工作原理和时序逻辑的设计方法，这对我解决实际的同步时序问题提供了宝贵的指导。这本书让我深刻体会到，数字电路的设计不仅仅是技术的堆砌，更是一种逻辑思维的艺术，它需要严谨的分析、巧妙的设计和对细节的极致追求。

评分☆☆☆☆☆

这本书是我近年来阅读过的最令人惊艳的技术书籍之一。它以一种近乎艺术的笔触，勾勒出了数字电路的宏伟蓝图。作者的语言风格，既有严谨的学术深度，又不乏生动的比喻和形象的描绘，让我仿佛置身于一个充满智慧的殿堂，接受着大师的指引。我被书中关于“逻辑门的本质”的阐述所深深吸引，作者并没有将其视为独立的器件，而是将其比作“信息处理的基本单元”，强调了它们在构建复杂数字系统中的核心作用。例如，在讲解“或门”时，作者用了一个“多人投票，只要一人同意即通过”的场景，形象地说明了其“只要有一个为真，结果就为真”的逻辑。书中对“组合逻辑电路”的讲解，条理清晰，由浅入深，让我能够逐步掌握从基本逻辑门到复杂组合逻辑模块的设计方法。我尤其欣赏书中关于“逻辑表达式的化简”的章节，作者详细介绍了多种化简方法，并且通过大量的实例，让我们体会到化简对于优化电路性能的重要性。例如，作者在讲解“半加器”和“全加器”的设计时，不仅给出了其逻辑表达式，还详细分析了它们在多位加法器中的级联应用，这让我对并行计算有了初步的认识。令我印象深刻的是，书中关于“时序逻辑电路”的讲解，作者深入剖析了“同步时序电路”和“异步时序电路”的优缺点，并且给出了大量的状态机设计实例，这让我对如何设计控制电路有了更清晰的思路。这本书让我明白，数字电路的设计不仅仅是技术的堆砌，更是一种严谨的逻辑思维艺术，需要深刻的理解和精巧的构思。

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这本书以一种诗意的方式，描绘了数字电路的精妙世界，让我沉醉其中，久久不能自拔。作者的语言风格，如同清泉般纯净，又如山涧般灵动，将复杂的数字逻辑原理，以一种轻松而又深刻的方式展现出来。我被书中关于“逻辑代数”的讲解所吸引，作者并没有将它仅仅视为一套数学公理，而是将其比作“逻辑世界的语言”，引导我用这门语言去理解和描述电路的行为。例如，在讲解“分配律”时，作者用了一个“购物清单”的例子，说明了“购买 A和B，然后购买C”与“购买A，然后购买B和C”是等价的，从而生动地展现了分配律的含义。书中对“组合逻辑电路”的设计，循序渐进，从最简单的逻辑门组合，到复杂的组合电路模块，都给出了清晰的设计思路和实现方法。我尤其欣赏书中关于“组合逻辑电路的分析”的章节，作者详细介绍了如何从给定的电路图出发，推导出其逻辑功能，这对于我理解已有电路的设计思路非常有帮助。而且，书中对“时序逻辑电路”的讲解，深入浅出，作者通过大量的状态转移图和时序图，让我们直观地理解了触发器的工作原理和状态机的设计思路。令我印象深刻的是，书中关于“状态机设计”的讲解，作者详细阐述了同步状态机和异步状态机的设计流程，以及如何避免“竞争冒险”等问题，这让我对设计复杂的控制电路有了更清晰的认识。这本书让我明白，数字电路的设计不仅仅是技术的堆砌，更是一种严谨的逻辑思维艺术，需要深刻的理解和精巧的构思。

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这本书在我手中，散发着一种独特的智慧光芒，它以一种非凡的方式，将数字电路的奥秘展现在我眼前。作者的语言风格，与其说是教学，不如说是娓娓道来的故事，每一个概念的引入都充满引人入胜的魅力。我被书中关于“逻辑运算”的讲解所折服，作者并没有直接给出定义，而是通过一个“投票表决”的场景，生动地解释了“或门”的逻辑，这种方式让我对逻辑运算的本质有了更直观的理解。书中对“数制转换”的讲解，条理清晰，层层递进，让我对二进制、十进制、十六进制等各种数制之间的转换游刃有余。我尤其欣赏书中关于“组合逻辑电路”的设计方法，作者详细介绍了如何从功能需求出发，进行逻辑抽象，最终设计出满足要求的电路。例如，作者在讲解“数据选择器”时，通过一个“信号分发系统”的例子，让我们看到了它在实际系统中的应用价值，这种学以致用的教学方式，让我备受鼓舞。而且，书中对“时序逻辑电路”的讲解，深入浅出，作者通过大量的时序图和状态转移图，让我们直观地理解了触发器的工作原理和状态机的设计思路。令我印象深刻的是，书中关于“存储器”的讲解，作者详细介绍了各种类型的存储器，包括RAM、ROM等，以及它们的结构和工作原理，这让我对数据存储有了更全面的认识。这本书不仅仅传授了知识，更培养了我解决复杂问题的能力，让我能够更加自信地去面对数字电路设计中的挑战。

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这本书就像是一场酣畅淋漓的逻辑盛宴，作者以其独特的视角和深刻的洞察力，为我展现了数字电路的无穷魅力。其语言风格极其凝练，却又饱含深意，仿佛每一句话都经过深思熟虑，直击要害。我被书中对“基本逻辑门”的阐述所深深打动，作者并没有将它们仅仅视为简单的逻辑器件，而是将其比作构建复杂系统的“乐高积木”，强调了它们在构成整个数字世界中的基础性作用。例如，在解释“非门”时，作者用了一个“反义词”的比喻，形象地说明了其“取反”的逻辑功能，这种类比的巧妙之处，让我一下子就理解了这个看似简单的概念。书中对“布尔代数”的讲解，严谨而不失趣味，作者在推导公式的同时，穿插了许多历史典故和实际应用，让我对这些抽象的数学工具有了更深刻的认识。我尤其欣赏书中关于“组合逻辑电路设计”的章节，作者详细介绍了从需求分析到最终电路实现的整个流程，并且通过多个实际案例，让我们体会到逻辑设计的重要性。例如，作者在讲解“全加器”的设计时，不仅给出了其逻辑表达式，还详细分析了其在多位加法器中的级联应用，这让我对并行计算有了初步的认识。令我印象深刻的是，书中关于“时序逻辑电路”的讲解，作者深入剖析了“同步时序电路”和“异步时序电路”的优缺点，并且给出了大量的状态机设计实例，这让我对如何设计控制电路有了更清晰的思路。这本书让我明白，数字电路的设计不仅仅是技术性的，更是一种严谨的逻辑思维艺术，需要深刻的理解和精巧的构思。

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我看的第二版

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在介绍半导体存储器以及后面的可编程逻辑器件时没有很好的抽象，也没有过于深入的讲解，还不如不讲。

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在介绍半导体存储器以及后面的可编程逻辑器件时没有很好的抽象，也没有过于深入的讲解，还不如不讲。

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在介绍半导体存储器以及后面的可编程逻辑器件时没有很好的抽象，也没有过于深入的讲解，还不如不讲。