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出版者:人民邮电出版社

作者:何尔德斯沃斯

出品人:

页数:383

译者:

出版时间:2006-5

价格:45.00元

装帧:

isbn号码:9787115137210

丛书系列:国外著名高等院校信息科学与技术优秀教材

图书标签:

• 数字逻辑
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好的，这是一份关于一本假设的图书的详细简介，其内容涵盖了电路理论、电磁场与波、信号处理、自动控制理论以及微机原理，旨在提供一个与“数字逻辑设计”完全不同的技术领域概览。 --- 《现代工程基础：从连续系统到离散控制的跨学科视野》 图书定位： 本书旨在为理工科高年级本科生、研究生以及致力于深入理解现代电子系统和智能控制的工程师提供一本全面而深入的参考手册。它并非关注离散状态的布尔代数和组合电路的构建，而是聚焦于构成所有电子与信息系统的连续物理基础、信息传输的规律以及系统反馈机制的构建。本书的结构遵循从最基础的物理定律出发，逐步过渡到复杂的系统分析与设计流程。 核心内容深度剖析： 第一部分：电磁场的物理基础与电路的严谨分析 本部分是理解所有电子设备工作原理的基石，侧重于基于麦克斯韦方程组的连续系统分析，而非基于理想开关的逻辑分析。 第一章：麦克斯韦方程组的物理诠释与应用 深入探讨了电场、磁场和电磁波的产生、传播和相互作用的本质。详细讲解了微分形式和积分形式的麦克斯韦方程组在不同介质（线性、各向同性、均匀）中的具体表达和求解方法。重点分析了静态场（静电场、静磁场）与动态场（电磁感应、位移电流）的物理边界条件和能量守恒定律。 第二章：传输线理论与高频效应 超越了理想导线的假设，本章聚焦于电磁波在结构化导引系统中的行为。引入了特性阻抗（Characteristic Impedance）、反射系数（Reflection Coefficient）和驻波比（VSWR）等关键概念。详细分析了史密斯圆图（Smith Chart）在阻抗匹配中的实际应用，以及趋肤效应、邻近效应等高频损耗机制，为射频和微波电路设计奠定了理论基础。 第三章：电路系统的瞬态与稳态分析 本章严格应用拉普拉斯变换（Laplace Transform）和傅里叶分析方法，对含有电感和电容的线性电路进行精确的动态描述。详细讲解了二阶电路的自由响应和强迫响应，特别是RLC电路的振荡模式。在稳态分析中，侧重于使用相量法（Phasor Analysis）处理正弦激励下的电路响应，并引入了网络函数（Transfer Function）的概念，为后续的系统分析做铺垫。 第二部分：信息科学的连续域表达：信号与系统 本部分将分析的重点从电路元件转移到信号本身，研究信号在不同系统中的处理和变换规律。 第四章：信号的分类与特征描述 系统地介绍了连续时间信号与离散时间信号的数学表示法，包括周期、能量、功率信号的定义。着重分析了周期信号的傅里叶级数展开和非周期信号的傅里叶变换（Fourier Transform）。探讨了狄拉克函数（Dirac Delta Function）在系统建模中的关键作用，并详细推导了傅里叶变换的线性、时移、频移、卷积等重要性质。 第五章：线性时不变（LTI）系统的分析 LTI系统是信号处理的核心模型。本章阐述了系统的因果性、稳定性判据。通过分析卷积积分（Convolution Integral），展示了输入信号与系统冲激响应（Impulse Response）如何共同决定系统的输出。此外，还引入了双边和单边拉普拉斯变换在求解微分方程描述的LTI系统中的应用。 第六章：频率域分析与滤波理论 深入探讨了频率的概念在系统分析中的优越性。详细分析了理想滤波器（低通、高通、带通、带阻）的频率响应特性，并讨论了实际滤波器设计中幅度与相位响应的权衡问题。引入了巴特沃斯（Butterworth）和切比雪夫（Chebyshev）等经典滤波器原型，强调了频率选择性对信息保真度的影响。 第三部分：反馈的艺术：自动控制理论基础 本部分从信号和系统的分析延伸至系统级的综合与控制，处理如何使系统按照预定的目标动态运行。 第七章：控制系统的建立与时域分析 明确了开环与闭环控制系统的结构区别，强调反馈在提高系统鲁棒性和精确性中的作用。通过标准控制系统的信号流图，推导了系统的闭环传递函数。在时域中，着重分析了单位阶跃输入下的标准二阶系统响应，包括超调量、调节时间和稳态误差，并讨论了PID控制器中三个关键参数对系统动态性能的影响。 第八章：根轨迹与频率响应分析 根轨迹法（Root Locus）： 详细讲解了根轨迹的绘制规则及其物理意义，如何通过改变系统增益来观察闭环极点的位置变化，进而预测系统的稳定性边界和暂态性能。 频率响应法（Bode Plot与Nyquist Plot）： 引入了波特图（Bode Plot）作为分析系统稳定裕度的强大工具，计算出增益裕度（Gain Margin）和相位裕度（Phase Margin），直观地评估系统抵抗不确定性的能力。奈奎斯特图则提供了更普适的稳定性判据。 第九章：现代控制理论的初步探索 超越经典的单输入单输出（SISO）系统，本章简要介绍了多输入多输出（MIMO）系统的概念。通过状态变量（State Variables）的引入，将高阶微分方程转化为一组一阶微分方程组，建立系统的状态空间模型。讨论了能控性（Controllability）和能观测性（Observability）的概念，为先进的现代控制设计方法（如极点配置）打下基础。 第四部分：物理系统的离散化与实现视角 本部分将连续系统的理论与实际的数字处理硬件进行对接，聚焦于如何将连续物理量转化为可被计算的离散数据，以及实现这些操作的底层硬件视角。 第十章：采样、量化与Z变换 深入分析了连续信号离散化的过程，详细阐述了奈奎斯特-香农采样定理，解释了欠采样导致的混叠现象（Aliasing）。引入了Z变换（Z-Transform）作为拉普拉斯变换在离散时间系统中的对应工具，并分析了其收敛域（Region of Convergence, ROC）。 第十一章：离散时间系统分析 对应于连续LTI系统，本章分析了离散时间LTI系统，使用卷积和（Discrete Convolution Sum）描述系统响应。详细讨论了离散系统的稳定性判据（如 Jury 判据），以及利用Z变换求解差分方程。 第十二章：微处理器基础架构与数据表示 本章将视角转向实现层。介绍主流微处理器的核心结构（如程序计数器、寄存器、ALU），但侧重于它们如何处理物理世界的连续信息。详细讨论了固定点和浮点数表示法（IEEE 754标准），以及数字信号处理（DSP）中常用的大数运算、溢出和截断误差对系统精度的影响，强调了在实际嵌入式系统中，连续理论如何转化为受限的硬件实现。 --- 本书特色： 本书严格遵循工程科学的严谨性，其核心是分析和设计连续物理系统的动态特性、信息传输规律以及反馈控制机制。它强调数学工具（如傅里叶分析、拉普拉斯/Z变换、矩阵运算）在描述和解决物理问题中的不可替代性，旨在培养读者对电路、电磁、信号和控制领域的深刻、统一的跨学科理解，而不是专注于电子开关的开关组合逻辑层面。全书贯穿了从理论推导到实际系统性能指标评估的完整工程路径。

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当我翻开这本书时，我预想的是一本关于数字电路基础知识的科普读物，结果它远超我的预期。这本书的深度和广度都让我感到惊叹。它不仅仅是介绍了基本的逻辑门和组合逻辑，更深入地探讨了时序逻辑、状态机设计、微处理器架构等更复杂的概念。我尤其喜欢书中对微处理器设计部分的讲解，作者并没有回避其中的复杂性，而是用一种非常清晰且富有逻辑的方式，将一个完整的微处理器从指令集到数据通路、控制单元的设计过程娓娓道来。书中对每个模块的功能和相互作用都进行了详细的阐述，让我能够清晰地理解一个处理器是如何工作的。而且，书中还涉及了存储器、中断系统等关键组件的设计，这让我对计算机系统的底层结构有了更深入的认识。最让我印象深刻的是，书中不仅讲解了“怎么做”，更强调了“为什么要这样做”，它会从性能、功耗、成本等多个角度分析设计选择的优劣，这让我学会了如何进行权衡和优化。这本书让我感觉自己不仅仅是在学习一门技术，更是在学习一种系统性的思维方式，一种解决复杂问题的能力。

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这本《数字逻辑设计》给我带来了非常震撼的学习体验。我原以为这是一本偏向理论的书籍，结果发现它在实践应用方面做得尤为出色。作者在书中非常注重理论与实践的结合，每讲完一个概念，都会立刻给出相应的实际应用案例，并且详细讲解了如何从理论模型过渡到具体的电路实现。我特别喜欢书中关于FPGA（现场可编程门阵列）的部分，它不仅仅是讲解了FPGA是什么，还深入剖析了如何使用HDL（硬件描述语言）来设计和实现复杂的数字逻辑。书中给出的代码示例非常规范且易于理解，并且解释了代码背后的逻辑思想。我尝试着按照书中的例子，在开发板上实现了几个简单的设计，当我看到自己写的代码能够真正地在硬件上运行，控制LED闪烁、驱动显示器时，那种成就感是无与伦比的。这本书给我带来的不仅仅是知识的增长，更是一种动手实践的动力和信心。它让我明白，数字逻辑设计并非遥不可及，而是可以通过系统的学习和不断的实践来掌握的一项技能。而且，书中对电路的分析方法也非常系统，从时序分析到功耗优化，都给出了详细的指导，这让我对数字系统的整体设计有了更深刻的认识。

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说实话，我之前对数字逻辑设计这个领域是完全陌生的，甚至有些畏惧。但这本书真的刷新了我的认知。它以一种极其友好的方式，将原本可能非常枯燥的技术内容，变得引人入胜。最令我惊喜的是，书中并没有一上来就抛出大量的技术术语，而是从最基础的二进制和布尔代数开始，用一种非常清晰且易于理解的语言来阐述。我特别喜欢书中对概念的解释方式，它总是能用最贴近生活的事例来打比方，比如讲解逻辑门时，会提到我们日常生活中遇到的开关控制灯的原理，这样一来，原本抽象的“AND”、“OR”、“NOT”操作就变得非常形象。更难能可贵的是，书中还穿插了大量的历史背景和发展脉络，让我了解到数字逻辑设计是如何一步步演进到今天的，这种宏观的视角，让我对所学的知识有了更深的敬畏和理解。此外，书中还提供了大量的练习题，这些题目难度适中，从巩固基础到挑战思维，覆盖面很广，而且答案解析也非常详细，对于我这种自学者来说，简直是如获至宝。我感觉自己不仅仅是在学习一门技术，更是在学习一种解决问题的方法论，它教会我如何将复杂的系统分解，如何用逻辑去分析和构建。

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不得不说，这本书的设计理念非常前卫，让我对数字逻辑设计有了全新的认识。它不仅仅是讲授枯燥的电路图和逻辑门，而是将数字逻辑设计置于一个更广阔的系统工程背景下进行讲解。我尤其欣赏书中关于“系统级思考”的章节，它引导我从更高的层面去审视一个数字系统的设计，包括性能、功耗、面积以及可扩展性等方面的权衡。书中用大量的篇幅阐述了如何将不同的数字模块进行有效的集成，以及如何进行接口设计和通信协议的实现。这对于我理解现代复杂数字系统的构建过程非常有帮助。而且，书中还涉及了一些前沿的技术趋势，例如并行处理、低功耗设计等，这让我对未来数字逻辑设计的发展方向有了一个初步的了解。我感觉这本书更像是一本“设计指南”，它不仅仅教会我如何画电路图，更是教会我如何成为一名优秀的设计师，如何做出更合理、更高效的设计决策。书中还提供了许多关于设计流程和验证方法的介绍，这让我对实际工程中的开发过程有了更直观的认识。

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《数字逻辑设计》这本书，我得说，它带给我的是一种完全意想不到的学习体验。初拿到书时，我以为会是那种枯燥乏味的理论堆砌，充斥着各种晦涩难懂的公式和符号，结果完全不是！它就像一个经验丰富的老教授，循循善诱地引导我一步步走进数字世界的奇妙旅程。最让我印象深刻的是，书中不仅仅是讲解“是什么”，更重要的是“为什么”。它会深入剖析每一个概念背后的原理，例如，在介绍组合逻辑电路时，它并没有止步于卡诺图和真值表，而是花了大篇幅去解释这些工具是如何从实际的逻辑运算需求中演变而来的，以及它们在简化设计中的重要性。我尤其喜欢书中那些生动形象的比喻，比如将逻辑门比作微小的开关，将时序逻辑比作带有记忆功能的盒子，这些比喻让抽象的概念瞬间变得触手可及。而且，书中提供的案例分析也非常详实，从简单的加法器到复杂的微处理器，每一步的设计思路和优化过程都讲解得非常清晰，这让我不仅仅是“学会了”，更是“理解了”。我能够感受到作者在组织内容上的深厚功力，知识点的铺陈非常自然，从基础到进阶，层层递进，不会让人感到突兀。这种学习方式，让我感觉自己就像一个探险家，在数字逻辑的广阔天地里，一点点揭开神秘的面纱，每解决一个问题，都充满了成就感。

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前后章节用词不一致，原版里通俗易懂的讲解被译得不知所云。

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