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出版者:中国电力

作者:程晓荣　等编著

出品人:

页数:301

译者:

出版时间:2007-2

价格:29.00元

装帧:

isbn号码:9787508350479

丛书系列:

图书标签:

• 计算机组成原理
• 计算机体系结构
• 数字逻辑
• 汇编语言
• 计算机硬件
• 存储系统
• CPU
• 输入输出
• 流水线
• 并行处理

《数字逻辑设计与实现》 本书是一本全面介绍数字逻辑设计原理、方法和实用技术的专著。内容涵盖从最基础的布尔代数和逻辑门电路，到复杂的组合逻辑和时序逻辑电路的设计与分析，再到现代硬件描述语言（HDL）在数字系统开发中的应用。本书力求在理论深度与工程实践之间取得平衡，为读者构建坚实的数字电路设计基础。 第一部分：数字电路基础 二进制数系统与运算： 深入探讨二进制、八进制、十进制和十六进制数制之间的转换，以及它们在计算机中的表示和运算方式，包括原码、反码、补码表示法及其运算规则。 布尔代数与逻辑门： 全面介绍布尔代数的基本定理、公理和运算规则，详细讲解与门、或门、非门、异或门、同或门等基本逻辑门的功能、符号和真值表。 逻辑函数的最小化： 教授如何使用卡诺图（Karnaugh Map）和奎恩-麦克拉斯基（Quine-McCluskey）算法对逻辑函数进行化简，以获得最简的逻辑表达式，从而减少电路复杂度和成本。 组合逻辑电路： 阐述组合逻辑电路的特点（输出仅取决于当前输入），详细介绍编码器、译码器、多路选择器（Multiplexer）、数据分配器（Demultiplexer）等常用组合逻辑单元的原理、设计和应用。 第二部分：时序逻辑电路 触发器： 详解各种类型的触发器，包括SR触发器、D触发器、JK触发器和T触发器，分析它们的触发方式（电平触发、边沿触发）、状态转换和时序特性。 时序逻辑电路设计： 讲解状态图、状态表和状态转换图的绘制方法，以及如何根据这些描述来设计时序逻辑电路，重点关注有限状态机（Finite State Machine, FSM）的同步和异步设计。 寄存器与计数器： 介绍移位寄存器（移入、移出）、并行加载寄存器等存储单元的设计与应用。详细讲解异步计数器、同步计数器、环形计数器、扭环计数器（Johnson Counter）等各种计数器的原理和设计。 时序分析： 探讨时序电路中可能出现的时钟偏移（Clock Skew）、建立时间（Setup Time）和保持时间（Hold Time）等关键时序参数，以及如何进行时序分析以保证电路的可靠运行。 第三部分：现代数字设计方法 硬件描述语言（HDL）： 介绍Verilog HDL或VHDL语言的基本语法、数据类型、运算符、结构语句和行为描述方式。重点讲解如何使用HDL对组合逻辑和时序逻辑电路进行建模和仿真。 逻辑综合： 解释逻辑综合的概念和过程，说明如何将HDL代码转换成门级网表，以及综合工具如何优化电路的性能、面积和功耗。 FPGA与CPLD： 介绍现场可编程门阵列（FPGA）和复杂可编程逻辑器件（CPLD）的内部结构、工作原理和设计流程。说明如何将数字逻辑设计映射到FPGA/CPLD器件上，实现硬件功能。 数字系统实例： 通过实际案例展示数字逻辑设计的应用，例如数据通路设计、控制器设计、简单的微处理器组件设计等，帮助读者将理论知识应用于解决实际工程问题。 本书适合高等院校电子工程、计算机科学、自动化等相关专业的本科生和研究生，以及从事数字电路设计、嵌入式系统开发、FPGA/ASIC设计的工程师阅读。通过学习本书，读者将能够掌握数字逻辑设计的核心理论和实践技能，为进一步学习更复杂的数字系统和计算机体系结构打下坚实基础。

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最近在学习操作系统的时候，经常会遇到一些关于内存管理、进程调度等方面的底层原理问题，感觉知识点有些零散，不够连贯。这本书简直就是我的“救星”。它从最底层的硬件结构讲起，为我理解操作系统的种种机制提供了坚实的基础。比如，在讲到虚拟内存时，我才真正理解了它是如何通过硬件（MMU）和软件（操作系统）的配合来实现的。之前只是知道有这个东西，但具体怎么运作，一直模糊不清。这本书里对内存映射、页表等概念的讲解，非常到位，让我茅塞顿开。感觉学完这本书，再回过头去看操作系统的相关章节，很多地方都变得豁然开朗，之前的那些“为什么”也都有了清晰的答案。

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作为一个对硬件原理有着浓厚兴趣的爱好者，我一直苦于找不到一本能够深入浅出地讲解计算机硬件细节的读物。市面上很多技术书籍要么过于浅显，满足不了深入探究的欲望；要么过于专业，对于非科班出身的我来说简直是天书。这本书的出现，正好填补了这一空白。它并没有回避复杂的细节，但又用一种非常友好的方式呈现出来。从总线到内存层次，从指令流水线到缓存机制，每一个环节都进行了详尽的介绍，并且辅以大量的实例分析。我特别欣赏书中关于性能优化的部分，它不仅仅停留在理论层面，还结合实际的程序设计，讲解了如何通过理解硬件特性来编写更高效的代码。这对于提升我的编程实践能力非常有帮助。

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总的来说，这是一本值得反复研读的经典之作。它的内容深度和广度都非常令人称道，无论是对于初学者建立正确的计算机科学认知，还是对于有一定基础的从业者深化技术理解，都能从中获益良多。我尤其欣赏作者在逻辑组织上的严谨性，每个章节都承上启下，环环相扣，形成了一个完整的知识体系。读这本书的过程，就像在搭建一个精密的模型，从零件到整体，每一步都力求准确。虽然书本厚重，但阅读的体验却并不枯燥，反而充满了探索的乐趣。我已经开始计划将书中的一些重要概念，结合实际的编程练习，来巩固和加深理解。这是一本真正能提升我技术视野和思维深度的好书。

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不得不说，这本书在概念的阐释上做得相当出色。我尤其喜欢它将抽象的概念具象化的方式，比如在讲解CPU的工作原理时，作者会打比方，将其比作一个繁忙的车间，寄存器是工人的工具箱，指令是工作的流程卡，数据就是原材料。这样的类比让原本枯燥的技术细节变得生动起来，也更容易理解。书中的插图也恰到好处，那些精密的电路图、时序图，配合文字说明，简直是如虎添翼。我常常会一边阅读，一边对照图示，反复推敲，直到完全理解。有时候，一个困扰了我许久的关于数据存储或者指令执行的疑问，在这本书里都能找到清晰的解答。它不仅仅是知识的堆砌，更是一种思维方式的引导，让我开始用更宏观、更系统的方式去审视计算机的整体架构。

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一本厚实的书，封面设计朴实无华，透着一股严谨的气息。拿到手里，分量十足，仿佛承载着一座知识的殿堂。我是一名刚刚接触计算机科学的在校学生，对底层的原理充满了好奇。一直以来，我们使用的电脑、手机，都是一个神秘的黑盒子，我渴望了解它内部是如何运作的，数据是如何流转，指令是如何被执行的。这本书的出现，无疑为我打开了一扇通往真实计算机世界的大门。我迫不及待地翻开第一页，就被作者娓娓道来的叙述所吸引。文字不像我预想的那样晦涩难懂，反而条理清晰，循序渐进。从最基础的二进制概念，到复杂的逻辑门电路，再到CPU的内部结构和指令集，每一步都讲解得细致入微。即使是初学者，也能从中找到学习的路径。

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