数字逻辑与数字系统解题实验指导

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价格:26.00元
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isbn号码:9787030075222
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  • 计算机基础
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具体描述

《数字逻辑与数字系统解题实验指导》是一本为学习数字逻辑与数字系统知识的学生和工程师量身打造的实验指导书籍。本书深入浅出地讲解了数字逻辑电路的设计、分析和实现方法,并结合丰富的实验项目,帮助读者将理论知识转化为实际操作能力。 本书特色: 理论与实践并重: 本书在介绍数字逻辑基本概念和原理的同时,更注重与实验相结合。每个章节都配有相应的实验项目,让读者在动手实践中巩固理论知识,理解抽象的概念。 循序渐进的实验设计: 实验项目由易到难,从最基本的门电路、组合逻辑电路,到复杂的时序逻辑电路、微处理器系统,层层递进,确保读者能够逐步掌握数字系统设计和实现的技巧。 清晰的实验步骤与指导: 详细的实验步骤、清晰的电路图和必要的注意事项,将引导读者顺利完成每一个实验。同时,书中还提供了实验数据记录、结果分析和讨论的范例,帮助读者规范实验过程,提升分析能力。 丰富的实验工具介绍: 本书会介绍常用的数字逻辑实验工具,如面包板、逻辑门芯片、集成电路测试仪、示波器、逻辑分析仪以及EDA(电子设计自动化)工具(如Logisim, Quartus Prime等),使读者熟悉实验环境和工具的使用。 覆盖核心数字逻辑知识点: 本书将涵盖数字逻辑的各个核心领域,包括: 数字系统基础: 二进制、八进制、十六进制数制转换,逻辑运算,布尔代数,逻辑函数的化简(卡诺图、奎因-麦克拉斯基方法)。 组合逻辑电路: 编码器、译码器、多路选择器、数据分配器、加法器、减法器、比较器等,以及这些电路的设计与实现。 时序逻辑电路: 触发器(SR、D、JK、T)、寄存器、计数器(同步、异步、移位寄存器)、状态机(有限状态机FSM)的设计与分析。 存储器: ROM、RAM等基本存储器的结构和工作原理。 微处理器基础: 简单的CPU结构、指令集、总线通信等概念。 逻辑电路故障诊断: 学习如何定位和排除数字逻辑电路中的常见故障。 解决实际问题的能力培养: 通过完成书中设计的实验项目,读者将能够学习如何将抽象的逻辑设计转化为具体的硬件电路,并解决实际的数字系统设计问题,例如设计一个简单的交通信号灯控制器、一个电子秒表、或者一个数据存储与读取系统。 提升工程思维: 本书强调工程实践中的关键要素,如电路的调试、性能优化、功耗考虑以及可靠性设计等,帮助读者建立严谨的工程思维。 适用人群: 高等院校电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生和研究生。 从事数字电路设计、嵌入式系统开发、FPGA/ASIC设计等工作的工程师。 对数字逻辑和数字系统感兴趣的业余爱好者。 如何使用本书: 1. 预习理论: 在进行实验之前,务必仔细阅读相关章节的理论内容,理解实验原理和预期结果。 2. 准备实验: 按照实验指导准备所需的元器件、实验设备和软件工具。 3. 动手实践: 严格按照实验步骤进行电路搭建和测试,注意操作规范和安全。 4. 记录与分析: 详细记录实验数据,并根据理论知识进行分析,比较实验结果与预期结果的差异,并分析原因。 5. 完成报告: 撰写规范的实验报告,总结实验过程、结果和心得体会。 6. 拓展思考: 鼓励读者在完成基本实验后,尝试对实验电路进行改进、扩展或应用到更复杂的系统中,以加深理解和提升创新能力。 通过系统地学习和实践本书中的内容,读者将能够扎实掌握数字逻辑与数字系统的核心知识,并具备独立设计、实现和调试各类数字逻辑电路的能力,为后续更复杂的数字系统学习和工程实践奠定坚实的基础。

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说实话,一开始我对这类偏向实验指导的书籍并没有抱太高的期望,总觉得它们会是枯燥的理论堆砌加上一些照本宣科的实验步骤,然而,这本书完全颠覆了我的固有印象。它的精彩之处在于,它将理论的深度与实践的可操作性完美地结合在了一起。对于每一个核心知识点,作者都精心设计了相应的实践环节,而且这些实践环节绝非简单的“搭积木”式操作。它会引导你去思考电路在不同工作状态下的内在机制,去分析为什么特定元件的选择会对最终性能产生影响。特别是那些涉及到芯片级细节的部分,讲解得尤为透彻,让我第一次真正理解了那些集成电路内部是如何被构建和优化的。阅读过程中,我感觉自己不是在被动接受知识,而是在主动参与一个严谨的工程项目。书中的图示和电路图都极其精确,几乎不需要额外的工具书就能独立完成大部分设计和验证工作。这种高度的自洽性和实践导向,使得这本书不仅仅是一本学习资料,更像是一本可以在实验室里随时翻阅的“战术手册”,极大地提升了我的动手能力和解决实际问题的信心。

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从排版的角度来看,这本书的阅读体验非常舒适,这一点值得专门提出来赞扬。纸张的质量很好,不易反光,即便是长时间在台灯下阅读也不会感到眼睛疲劳。更重要的是,作者在处理公式和图表时,采用了恰到好处的留白和清晰的标记系统。特别是那些复杂的时序图和状态转换图,它们被精心布局在页面上,关键节点和信号变化都用不同的颜色或粗细进行了区分,极大地降低了视觉识别的难度。很多技术书籍为了节省篇幅,常常将大量信息压缩在一起,使得读者在查找和对比特定公式或电路图时非常费劲,但这本书完全避免了这种问题。此外,书中的索引和术语对照表制作得非常详尽和准确,这在进行复习和快速查找特定概念时,提供了极大的便利。这种对阅读体验的精细打磨,体现了出版方和作者对读者群体的尊重,使得学习过程本身也成为了一种享受,而不是一种负担。这本书在细节处理上的用心程度,使得它在众多技术参考书中脱颖而出。

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这本书的封面设计简洁明快,那种深邃的蓝色调给人一种专业而沉稳的感觉,一下子就抓住了我的注意力。当我翻开第一页,那种油墨的清香混合着纸张的质感,立刻营造出一种非常适合深入学习的氛围。内容组织上,它明显下了不少功夫去打磨知识的脉络,从基础的布尔代数概念,到复杂的时序逻辑电路设计,每一步的过渡都显得那么自然流畅,仿佛有一位经验丰富的导师在身边,循循善诱地引导你走过那些晦涩难懂的理论高峰。我特别欣赏它在概念阐释上的那种深度和广度,它不满足于仅仅告诉你“是什么”,更深入地探讨了“为什么”和“如何实现”。举例来说,讲解卡诺图化简时,它不仅展示了标准的化简步骤,还穿插了一些“陷阱”和容易出错的地方,这种预见性的指导对于初学者来说简直是如虎添翼,能有效避免走弯路。而且,书中排版非常考究,图文并茂的展示方式,使得那些抽象的逻辑图和时序波形变得直观易懂,极大地减轻了阅读和理解的压力。这本书的结构清晰,逻辑严密,无疑是一本非常值得细细品味的教材,能让人在扎实的理论基础上,建立起对数字系统整体运作的宏观认识。

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这本书的语言风格是那种非常沉稳、带有一定学术严谨性的,读起来给人一种踏实可靠的感觉,绝不是那种浮于表面的“快餐式”教学读物。作者在论述复杂问题时,会非常耐心地铺陈背景、分解难点,很少出现跳跃式的思维链条,这对于需要构建完整知识体系的学习者来说至关重要。我特别留意了书中关于时序逻辑和有限状态机(FSM)的部分,那段内容的论述简直是教科书级别的典范。它不仅仅是罗列了摩尔(Mealy)和穆尔(Moore)模型的定义,更是深入剖析了两者在实际应用中的优劣权衡和状态转移图的设计哲学。让我印象深刻的是,书中对竞争与冒险现象的分析,没有采用那种过于简化的理论解释,而是结合了实际电路的延时特性进行深入剖析,并提供了多种实用的消除方案,每种方案的适用场景和代价都分析得一清二楚。这种层层递进、注重细节的叙事方式,让我在阅读时总能保持高度的专注力,因为我知道,每一个字都可能包含着解决某个实际难题的关键线索。

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如果让我用一个词来概括这本书带给我的感受,那一定是“系统性”。它超越了单纯的电路原理层面,真正将数字逻辑知识融入到了一个完整的“数字系统”的框架下进行讲解。这种宏观的视野在很多同类书籍中是比较缺乏的。比如,它在介绍完基本组合逻辑电路之后,会立刻引入层次化设计和模块化思想,这使得读者从一开始就培养出“搭乐高”式的系统构建思维,而不是孤立地看待每一个逻辑门或触发器。在讲解存储器的结构和工作原理时,书中对RAM和ROM的内部组织、读写时序的时序图示解说得非常到位,甚至涉及到了地址译码电路的设计优化。这种将底层逻辑与上层系统架构紧密结合的处理方式,极大地拓宽了我对“数字系统”这个概念的理解深度。它教会我如何从一个需求出发,一步步拆解、设计、并最终集成出一个功能完备的硬件单元,这对于未来进行FPGA或ASIC设计工作无疑是宝贵的财富。这本书的价值在于,它构建了一个从器件到系统的完整认知地图。

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