第1和2章(第一次课)688604089
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1、12课程名称：课程名称：数字逻辑设计数字逻辑设计讲课教师：赵有健讲课教师：赵有健实验教师：全成斌老师，李山山老师实验教师：全成斌老师，李山山老师系系 别：计算机系别：计算机系助助 教：王少清，教：王少清， 邓理睿，邓理睿，联系方式联系方式：3l课程目的课程目的本课程是实践类课程。本课程是实践类课程。通过理论学习，掌握数字电路的基本原理和分析、设通过理论学习，掌握数字电路的基本原理和分析、设计方法。计方法。通过基础实验和研究型实验，培养学生的动手能力通过基础实验和研究型实验，培养学生的动手能力和进行数字系统设计的能力。和进行数字系统设计的能力。为后续课程准备知识基础。为后续课程准备知识基础。4l
2、实践课与理论课的区别本课程的实验主要以系统性、研究型的实验为主。本课程的实验主要以系统性、研究型的实验为主。授课内容主要为基本的概念和分析设计方法授课内容主要为基本的概念和分析设计方法主要以学生自己动手做基础和研究型的实验主要以学生自己动手做基础和研究型的实验为了让学生对整个数字电路设计有一个完整的概念，为了让学生对整个数字电路设计有一个完整的概念，尽可能让学生发挥创造性。尽可能让学生发挥创造性。5l教学形式：教学形式：讲课，辅导，答疑，实验l学时安排：学时安排：3学分，共48学时暂定讲课学时：暂定讲课学时：2121学时第学时第1 1周第周第7 7周（每周周（每周3 3学时）学时）理论部分考试
3、时间暂定第理论部分考试时间暂定第8 8周。周。实验学时：实验学时：5454学时（学时（48482121）2 25454）6l教学内容教学内容 第一章：前言第一章：前言 （第（第1 1周，前周，前3 3学时）学时）第二章第二章 逻辑代数逻辑代数 （第（第1 1周，共周，共3 3学时）学时）第三章：门电路第三章：门电路 （第（第2 2周，共周，共3 3学时）学时）第四章：组合逻辑电路第四章：组合逻辑电路 （第（第3 3、4 4周，共周，共6 6学时）学时）第五章：时序电路第五章：时序电路 （第（第5 5、6 6周，共周，共6 6学时）学时）第六章：可编程逻辑器件（第第六章：可编程逻辑器件（第7 7
4、周，共周，共3 3学时）学时）注：根据实验要求，加一节实验讲解课，则教学计划注：根据实验要求，加一节实验讲解课，则教学计划顺延一周。顺延一周。7l教学的具体内容前言和逻辑代数：基本概念，卡诺图，表格化简法等前言和逻辑代数：基本概念，卡诺图，表格化简法等 ；门电路：三种基本逻辑运算（与或非），门电路：三种基本逻辑运算（与或非），TTLTTL、门电路、门电路静态特性和动态特性；静态特性和动态特性； 组合逻辑电路：定义、分析方法、设计方法，组合电组合逻辑电路：定义、分析方法、设计方法，组合电路中的竞争路中的竞争冒险，常用的逻辑功能的实现；冒险，常用的逻辑功能的实现； 时序电路：触发器的原理、功能、特
5、性，时序电路的时序电路：触发器的原理、功能、特性，时序电路的特点、分析方法和设计方法，典型的时序逻辑电路；特点、分析方法和设计方法，典型的时序逻辑电路；可编程逻辑器件：存储器的工作原理及应用，可编程逻辑器件：存储器的工作原理及应用，FPGAFPGA和和PLDPLD的功能及其特点的功能及其特点 。8l课程的考核和评分方式理论考试占理论考试占45（教师）；（教师）；实验课程表现及实验结果占实验课程表现及实验结果占45，部分表现非常突出，部分表现非常突出的同学可附加的同学可附加510分（教师和助教）；分（教师和助教）；平时作业占平时作业占10（助教）；（助教）；总分超过总分超过100分的，按照分的，
6、按照100分计分。分计分。9l为什么要学习数字逻辑设计？进入数字化世界的基础知识进入数字化世界的基础知识数字系统设计中硬件系列课第一门数字系统设计中硬件系列课第一门数字系统组成的物理实现数字系统组成的物理实现10l“数字逻辑”在硬件系列课程中的位置计算机系统结构计算机组成原理数字逻辑计算机系统的功能分配计算机系统的逻辑实现计算机组成的物理实现11l与数字逻辑设计类似的课程名称数字逻辑数字逻辑数字电子技术（基础）数字电子技术（基础）数字电路数字电路脉冲数字电路脉冲数字电路数字技术与系统数字技术与系统12l数字逻辑设计名称中相关的概念逻辑(Logic)：关于思维形式及其规律的科学。数理逻辑：研究推
7、理、计算等逻辑问题。逻辑代数：应用代数方法研究逻辑问题。英文书名关键词：”Digital Logic”, “Digital Design”, “Logic Design”, ”Digital Logic Design”, “Digital Circuit Design”，”Digital Logic Circuit Design”, “Logic and Computer Design” ，”Design of Logic Systems”,13l数字技术与系统现实世界中两大系统：模拟系统与数字系统现实世界中两大系统：模拟系统与数字系统数字系统的优点：便于加工、处理、传输、存储等，数字系统的优
8、点：便于加工、处理、传输、存储等，可靠，抗干扰能力强。可靠，抗干扰能力强。数字计算机是最典型的数字系统数字计算机是最典型的数字系统14l数字逻辑领域的前沿问题多值逻辑多值逻辑模糊逻辑模糊逻辑计算机辅助逻辑设计计算机辅助逻辑设计集成电路设计自动化集成电路设计自动化可编程逻辑设计可编程逻辑设计数字系统与模拟系统的混合设计数字系统与模拟系统的混合设计逻辑电路的故障诊断逻辑电路的故障诊断15l如何学习数字逻辑设计？学习数字逻辑电路的设计、分析方法，要借助于逻辑学习数字逻辑电路的设计、分析方法，要借助于逻辑代数这一数学工具。我们讲授逻辑代数中有关二值运代数这一数学工具。我们讲授逻辑代数中有关二值运算的公
9、式、运算及定律及其在数字逻辑电路的应用算的公式、运算及定律及其在数字逻辑电路的应用重点学习和掌握数字电路的基本原理和分析、设计方重点学习和掌握数字电路的基本原理和分析、设计方法。法。重视实践环节，加强动手能力的锻炼。重视实践环节，加强动手能力的锻炼。作业和实验独立完成。作业和实验独立完成。16l通过学习在计算机系统中用到的典型逻辑电路的设计分析，达到：1、掌握在逻辑设计中设计和分析的基本方法。、掌握在逻辑设计中设计和分析的基本方法。2、掌握在逻辑设计中应当注意的问题。、掌握在逻辑设计中应当注意的问题。3、掌握在计算机系统中常用、掌握在计算机系统中常用IC器件的性能及设计方法。器件的性能及设计方
10、法。4、掌握基本硬件系统的调试和测试方法。、掌握基本硬件系统的调试和测试方法。5、熟练掌握基本工具（万用表、示波器、逻辑分析、熟练掌握基本工具（万用表、示波器、逻辑分析仪仪）17l一流名校的一流名校的CE人才培养：人才培养：结论：硬件设计能力培养是美国一流计算机人才培养的重要部分结论：硬件设计能力培养是美国一流计算机人才培养的重要部分MIT只有一个EECS系人才培养分人才培养分3个方向：个方向：ESE、EE&CS、CSEBerkeley有两个相关专业SchoolofInformation不涉及硬件，无本科生不涉及硬件，无本科生EECS有两个方向：有两个方向：ECE和和CSE，“微电子电路微电子
11、电路”是重要是重要基础课基础课Stanford有两个相关专业CS分分10个培养方向，个培养方向，CE是其中之一是其中之一EE分分8个研究方向，个研究方向，DigitalSystem是必修课是必修课CMU有两个相关专业CS偏重计算机理论、数学、计算生物学等偏重计算机理论、数学、计算生物学等ECE将电子工程与计算机工程融会贯通将电子工程与计算机工程融会贯通l 6.111IntroductoryDigitalSystemsLaboratory 组合电路、组合电路组合电路、组合电路VHDL设计及仿真方法设计及仿真方法 时序电路、时序电路时序电路、时序电路VHDL设计及仿真方法设计及仿真方法 有限状态机
