數字電子技術基礎/21世紀大學本科計算機專業係列教材 下載 mobi epub pdf 電子書 在線閱讀 2026

編輯推薦

　　《21世紀大學本科計算機專業係列教材：數字電子技術基礎》特點：注重基礎堅持“基礎是根本”的教學理念，強化知識整閤，精心選擇課程的核心知識和關鍵技術。
　　反映新技術在注重講解基本概念的同時，也十分注意反映現代數字電子技術的新知識、新技術，如硬件描述語言VHDL、高性能可編程邏輯器件及其開發技術等。
　　激發創新以能力培養為核心，啓迪學生的自主學習潛能。
　　在全書內容的安排上注重引導和激發學生的創新意識。可讀性強語言精煉，敘述嚴謹，深入淺齣，容易閱讀。

內容簡介

　　《21世紀大學本科計算機專業係列教材：數字電子技術基礎》緊密圍繞數字電子技術的核心知識，在選材和內容安排上注重基本理論與實際應用相結閤，注意反映數字電子技術的最新發展。全書詳細介紹瞭數製與編碼、邏輯代數基礎、門電路、組閤邏輯電路和時序邏輯電路的分析與設計、脈衝信號的産生與整形以及數／模和模／數轉換等方麵的基本內容。在此基礎上，專門編寫瞭“硬件描述語言VHDL基礎”和“可編程邏輯器件及其開發工具”兩章內容。

作者簡介

　　王剋義，北京大學信息科學技術學院教授、博士生導師。1970年本科畢業於北京大學，畢業後留校任教至今，長期從事計算機專業的教學與科研工作。曾於1992-1993年在美國喬治·華盛頓大學計算機科學與電子工程係進修（訪問學者）；曾任中國計算機學會體係結構專委會委員。主持和參加多項國傢重點科技攻關項目，榮獲北京大學科學研究成果奬、國傢教育部科技進步奬等奬項。主要研究方嚮為高性能微處理器結構與設計、嵌入式係統、數據通信與計算機網絡等。
　　作者熱愛並長期擔任一綫教學工作，先後被授予“北京市優秀教師”、“北京大學優秀教師”、“北京大學十佳教師”等榮譽稱號。負責完成的主乾基礎課建設項目獲北京大學教學成果一等奬，主講的《微機原理》課程被評為北京市精品課程。齣版譯著和教材8部。其中，1部獲國傢教育部科技進步三等奬，1部被評為北京高等教育精品教材，1部被評為2011年普通高等教育精品教材。

內頁插圖

目錄

第1章 數製與編碼
1.1 進位記數製
1.1.1 進位記數製及其基數和權
1.1.2 幾種常用的進位記數製
1.2 不同進位製數之間的轉換
1.2.1 二進製數轉換為十進製數
1.2.2 十進製數轉換為二進製數
1.2.3 任意兩種進位製數之間的轉換
1.3 二進製數的算術運算和邏輯運算
1.3.1 二進製數的算術運算
1.3.2 二進製數的邏輯運算
1.3.3 移位運算
1.4 數據在計算機中的錶示形式
1.4.1 機器數與真值
1.4.2 常見的機器數形式
1.4.3 數的定點錶示與浮點錶示
1.4.4 二一十進製編碼
1.4.5 其他幾種BCD碼
1.5 字符代碼
本章小結
習題1

第2章 邏輯代數的基本原理及應用
2.1 邏輯代數的基本概念
2.1.1 邏輯代數的特點
2.1.2 基本邏輯運算
2.1.3 邏輯函數
2.1.4 邏輯函數的相等
2.2 邏輯代數的基本公式
2.3 邏輯代數的3個重要規則
2.3.1 代入規則
2.3.2 反演規則
2.3.3 對偶規則
2.4 邏輯函數的代數化簡法
2.4.1 代數化簡法概述
2.4.2 “與或”錶達式的化簡
2.4.3 “或與”錶達式的化簡
本章小結
習題2

第3章 邏輯門電路
3.1 分立元件的門電路
3.1.1 二極管“與”門
3.1.2 二極管“或”門
3.1.3 “非”門
3.1.4 “與非”門
3.2 集成門電路
3.2.1 TTL“與非”門
3.2.2 其他類型的TTL門電路
3.2.3 ECL門電路
3.3 MOS門電路
3.3.1 MOS管與MOS反相器
3.3.2 CMOS傳輸門
3.4 邏輯門電路的性能指標
3.4.1 輸齣高電平和輸齣低電平
3.4.2 關門電平、開門電平和閾值電壓
3.4.3 平均延遲時間
3.4.4 扇人係數和扇齣係數
3.4.5 空載導通電源電流和空載截止電源電流
3.5 常用邏輯門的圖形符號
本章小結
習題3

第4章 組閤邏輯電路
4.1 幾個基本概念
4.1.1 “積之和”與“和之積”
4.1.2 最小項和最大項
……
第5章 時序電路的基本單元——觸發器
第6章 時序邏輯電路
第7章 時序邏輯電路的應用
第8章 脈衝信號的産生與整形
第9章 數／模和模／數轉換器
第10章 硬件描述語言VHDL基礎
第11章 可編程邏輯器件及其開發工具
附錄A 常用邏輯符號對照錶
附錄B 部分習題參考答案
參考文獻

《數字電子技術基礎》：架構現代數字世界的基石 在飛速發展的科技浪潮中，數字技術已成為驅動社會進步的核心引擎。從智能手機的便捷交互到超級計算機的強大運算，再到物聯網的萬物互聯，數字電子技術無處不在，深刻地改變著我們的生活方式和工作模式。而要深入理解這一切的運作原理，掌握其精髓，一本紮實的教材是必不可少的。 《數字電子技術基礎》正是一本緻力於為讀者構建堅實數字技術知識體係的權威讀物。本書以21世紀大學本科計算機專業係列教材的定位，秉持著“理論與實踐並重，係統性與前沿性結閤”的編寫理念，旨在為計算機科學、電子工程、自動化等相關專業的學生以及對數字技術充滿興趣的自學者，提供一套全麵、深入且易於理解的學習資源。 內容體係：邏輯嚴謹，循序漸進 本書的內容編排嚴格遵循數字電子技術的發展脈絡和邏輯順序，力求讓讀者在掌握基本概念的同時，能夠逐步深入到更復雜的理論和應用。 第一部分：數字世界的大門——數製、邏輯代數與邏輯門 學習數字電子技術，首先需要掌握其“語言”和“語法”。本部分將帶領讀者走進數製轉換的世界，理解二進製、十進製、十六進製等不同數製之間的轉換規則，這是進行數字邏輯運算的基礎。隨後，我們將深入探討布爾代數（也稱為邏輯代數），這是描述和分析數字電路行為的數學工具。通過學習邏輯變量、邏輯運算（與、或、非、異或等）以及基本邏輯定律，讀者將能夠用數學的方式來錶達和簡化復雜的邏輯關係。 在此基礎上，本書將詳細介紹構成數字電路最基本的功能單元——邏輯門。從最基礎的“與門”、“或門”、“非門”，到“與非門”、“或非門”、“異或門”、“同或門”，本書將清晰闡述每種邏輯門的邏輯功能、符號錶示、真值錶以及它們在集成電路中的實現原理（雖然不深入到半導體工藝，但會點齣其邏輯實現）。通過大量的實例分析，讀者將學會如何利用這些基本邏輯門來構建更復雜的組閤邏輯電路。 第二部分：邏輯的海洋——組閤邏輯電路的設計與分析 當基本邏輯門被組閤起來，便形成瞭功能各異的組閤邏輯電路。本部分將聚焦於組閤邏輯電路的設計方法和分析技術。我們將學習如何將實際需求轉化為邏輯錶達式，並使用卡諾圖（Karnaugh Map）等簡化方法來優化邏輯設計，從而減少電路的復雜度和功耗。 本書將重點講解一些經典且重要的組閤邏輯電路，例如： 譯碼器（Decoder）：將二進製地址轉換為唯一的輸齣信號，廣泛應用於數據選擇和地址譯碼。 編碼器（Encoder）：將多個輸入信號編碼為二進製形式，用於輸入數據的處理。 數據選擇器（Multiplexer, MUX）：根據控製信號選擇多個輸入中的一個輸齣，是實現多路數據傳輸的關鍵。 全加器/半加器（Adder/Half Adder）：實現二進製數的加法運算，是算術邏輯單元（ALU）的核心組件。 比較器（Comparator）：比較兩個二進製數的大小。 通過對這些電路的深入剖析，讀者將掌握如何根據具體應用場景，選擇閤適的組閤邏輯電路，並能夠獨立完成對簡單組閤邏輯電路的設計和分析。 第三部分：記憶的藝術——時序邏輯電路的奧秘 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的狀態不僅取決於當前的輸入，還受到過去輸入的影響，即它具有“記憶”功能。本部分將是本書的重中之重，將深入探討時序邏輯電路的原理、設計與應用。 我們將從最基本的存儲單元——觸發器（Flip-Flop）講起。本書將詳細介紹不同類型的觸發器，如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器、T觸發器，分析它們的觸發方式（電平觸發、邊沿觸發）、狀態轉移特性，並探討如何利用它們構建最基礎的存儲單元。 在此基礎上，我們將學習兩種重要的時序邏輯電路： 寄存器（Register）：用於存儲一組二進製數，是CPU內部和存儲器中的基本單元。本書將介紹移位寄存器、並行寄存器等不同類型的寄存器及其應用。 計數器（Counter）：用於對輸入脈衝進行計數，實現時間或事件的測量。我們將學習同步計數器、異步計數器，以及它們的加法、減法、分頻和移位功能。 此外，本書還將介紹有限狀態機（Finite State Machine, FSM）的概念，包括摩爾（Moore）型和米利（Mealy）型狀態機的區彆與聯係，以及如何用狀態圖和狀態錶來描述和設計復雜的時序邏輯係統。對於更高級的時序電路，如移位寄存器序列發生器，本書也將進行詳細介紹。 第四部分：存儲的殿堂——存儲器與可編程邏輯器件 現代數字係統離不開數據存儲和邏輯功能的靈活實現。本部分將目光投嚮瞭存儲器和可編程邏輯器件（PLD）。 我們將深入瞭解不同類型的存儲器： 隨機存取存儲器（RAM）：包括靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM），分析它們的讀寫原理、結構特點和應用場景。 隻讀存儲器（ROM）：包括掩膜ROM（MROM）、可編程ROM（PROM）、可擦除可編程ROM（EPROM）、電可擦除可編程ROM（EEPROM）以及閃存（Flash Memory），講解它們的非易失性存儲特性以及在固件存儲中的作用。 接著，本書將介紹可編程邏輯器件（PLD）的概念，它允許用戶在不改變硬件結構的情況下，通過編程來實現復雜的邏輯功能。我們將重點介紹： 可編程隻讀存儲器（PROM）：雖然是ROM的一種，但其可編程特性使其成為早期PLD的代錶。 通用陣列邏輯（GAL）：一種可編程的邏輯陣列，具有較高的靈活性。 現場可編程門陣列（FPGA）：作為現代PLD的代錶，FPGA具有極高的集成度和靈活性，能夠實現高度定製化的數字係統。雖然本書不會深入到FPGA的具體硬件架構和編程語言（如Verilog/VHDL），但會介紹其基本原理和在數字係統設計中的重要性。 第五部分：實際應用的觸角——脈衝波形發生與信號處理 數字電路不僅僅是抽象的邏輯運算，更重要的是將其應用於實際的信號處理。本部分將探討一些脈衝波形發生電路以及基本的信號處理概念。 我們將介紹多諧振蕩器（Multivibrator），包括無穩態多諧振蕩器（astable multivibrator）用於産生連續的方波信號，以及單穩態多諧振蕩器（monostable multivibrator）用於産生單次脈衝。這些電路在時鍾信號生成、定時控製等方麵有著廣泛的應用。 此外，本書還會涉及一些基礎的信號轉換和處理技術，例如： 模數轉換器（ADC） 和 數模轉換器（DAC） 的基本原理和作用，它們是連接模擬世界和數字世界的橋梁。 邏輯電平標準，如TTL和CMOS，以及它們在不同電路連接時的兼容性問題。 教學特色：理論與實踐的完美結閤 《數字電子技術基礎》在內容呈現上，不僅注重理論的深度和廣度，更強調理論與實踐的緊密結閤，旨在培養讀者解決實際問題的能力。 清晰的邏輯結構與詳實的例證：本書的章節安排邏輯清晰，每個概念的引入都伴隨著詳細的解釋和生動的例子。從簡單的邏輯門到復雜的時序電路，每一個章節都力求讓讀者理解“是什麼”、“為什麼”以及“如何用”。 豐富的例題與習題：每章都配有精心設計的例題，涵蓋瞭從概念理解到實際應用的全過程，幫助讀者鞏固所學知識。章節末尾的習題類型多樣，包括選擇題、填空題、簡答題和設計題，能夠全麵檢驗讀者的掌握程度。 注重設計思想與方法：本書在介紹各種數字電路時，不僅僅停留在描述電路功能，更側重於講解設計思路、簡化方法以及電路的優化技巧。這有助於培養讀者形成良好的數字邏輯設計思維。 適度的前沿性：雖然本書定位為基礎教材，但在講解過程中，也會適時地提及一些數字技術在現代應用中的發展方嚮和趨勢，如FPGA的應用，為讀者未來的深入學習打下基礎。 配套資源支持（隱含）：作為一本優秀的教材，通常會配有實驗指導書、仿真軟件指南等輔助資源，以便讀者動手實踐，加深理解。 學習價值：通往數字世界的通行證 掌握《數字電子技術基礎》的知識，意味著讀者將擁有： 深入理解數字係統的能力：能夠分析和理解各種數字設備的工作原理，從微處理器到嵌入式係統。 設計和實現數字電路的能力：能夠運用所學知識，獨立完成簡單的數字邏輯電路的設計和驗證。 構建復雜數字係統的基礎：為進一步學習數字信號處理、微控製器、計算機體係結構等高級課程奠定堅實的基礎。 解決實際工程問題的能力：在未來的學習和工作中，能夠更有效地分析和解決與數字技術相關的工程問題。 總而言之，《數字電子技術基礎》是一本不可或缺的數字技術入門讀物。它以其嚴謹的科學性、清晰的邏輯性、豐富的實踐性，將帶領讀者一步步揭開數字世界的奧秘，為構建和理解我們身邊的數字世界提供強大的知識支撐。無論您是初學者還是希望鞏固知識的專業人士，本書都將是您探索數字技術廣闊天地的最佳夥伴。