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计算机结构与逻辑设计

面向21世纪课程教材
样章
作者：
黄正瑾
定价：
46.60元
ISBN：
978-7-04-009365-0
版面字数：
600千字
开本：
16开
全书页数：
500页
装帧形式：
平装
重点项目：
面向21世纪课程教材
出版时间：
2001-06-15
读者对象：
高等教育
一级分类：
电气/电子信息/自动化类
二级分类：
电子信息/通信专业课
三级分类：
其他
　　本书是教育部面向21世纪“电工电子系列课程教学内容与课程体系的研究与实践”等教改项目的综合研究成果,是“面向21世纪课程教材”。
　　本书将数字电路基本内容与计算机硬件结构有机地结合在一起。0～3章主要介绍数字和编码、逻辑函数、组合逻辑电路与时序逻辑电路的分析和设计,对那些只对小规模电路设计有效的概念和方法做了大幅度的削减,并适当引进与PLD应用和现代逻辑设计有关的新概念、新方法,如VHDL、逻辑仿真等,由于未涉及器件内部电路,故可在模拟电子线路前开设;第4～7章为“算术运算电路”、“存储器”、“终端、总线与接口(含A/D和D/A转换)”、“控制单元(含自顶向下的数字系统设计)”,介绍各部分的基本工作原理和用数字电路实现的方法,对计算机的介绍着眼于指令的执行,为微机原理等课程提供必要的基础知识,因不涉及具体机器和程序,较通俗易懂;第8章简述关于计算机的一些新思路,第9章则从较新的角度介绍开关电路、逻辑门和张弛振荡器,以适应不同教学体系的需要。
　　本书注重工程概念和思维方法,全书插图500余幅,每章附有“总结”。书后有习题460余道,深浅各异,供不同要求的读者选择。附录包括逻辑电路单元图形符号(国标)、VHDL简明教程和英汉名词术语对照。
　　本书可作为高等学校电气信息、电子信息专业的“计算机结构与逻辑设计”、“数字电子技术”等课程的教材,也可供本学科和其他学科工程技术人员参考。
  • 第0章　绪论
    • §0.1　计算机发展简史
    • §0.2　数字信号与数字电路
      • 0.2.1　数字信号
      • 0.2.2　数字电路的优点
    • §0.3　计算机的基本结构
    • §0.4　计算机的运行
    • §0.5　计算机与数字系统
  • 第1章　计算机中的数制和码制
    • §1.1　计算机中的数制
      • 1.1.1　十进制
      • 1.1.2　R进制
      • 1.1.3　二进制
      • 1.1.4　二进制的优点
      • 1.1.5　数制间的转换
      • 1.1.6　八进制与十六进制
    • §1.2　计算机中数的表示方法与格式
      • 1.2.1　码的概念(二进制码与循环码)
      • 1.2.2　实数在计算机中的表示
      • 1.2.3　定点数与浮点数
      • 1.2.4　十进制数的表示方法
    • §1.3　非数值数据在计算机中的表示方法
    • 【总结】
  • 第2章　逻辑函数与门网络
    • §2.1　逻辑代数的基本知识
      • 2.1.1　逻辑代数的基本运算
      • 2.1.2　逻辑代数的基本定律
      • 2.1.3　逻辑代数的基本规则
      • 2.1.4　逻辑代数的常用公式
      • 2.1.5　逻辑运算的完备集
    • §2.2　逻辑函数及其描述方法
      • 2.2.1　逻辑表达式
      • 2.2.2　逻辑图
      • 2.2.3　真值表
      • 2.2.4　卡诺图
      • 2.2.5　标准表达式
      • 2.2.6　最大项和或-与表达式
      • 2.2.7　非完全定义逻辑函数的描述
    • §2.3　门电路的基本知识
      • 2.3.1　正逻辑与负逻辑
      • 2.3.2　非门的电路模型
      • 2.3.3　其他门电路
      • 2.3.4　门电路的主要技术要求
      • 2.3.5　互补输出电路结构及其使用
      • 2.3.6　集成门电路的外部封装
    • §2.4　逻辑函数的简化
      • 2.4.1　逻辑简化的意义和标准
      • 2.4.2　公式法简化
      • 2.4.3　卡诺图法简化
      • 2.4.4　计算机辅助逻辑简化
    • §2.5　组合逻辑电路
      • 2.5.1　组合逻辑电路的定义与特点
      • 2.5.2　组合逻辑电路的分析
      • 2.5.3　用混合逻辑电路图的方法描述组合逻辑电路
      • 2.5.4　组合逻辑电路的语言描述方法
      • 2.5.5　几种常用的组合逻辑模块
    • §2.6　组合逻辑电路的设计
      • 2.6.1　最小化设计
      • 2.6.2　标准化设计
    • §2.7　可编程逻辑器件
    • §2.8　电子设计自动化与逻辑模拟
      • 2.8.1　ASIC概述
      • 2.8.2　PLD的开发过程
      • 2.8.3　逻辑仿真
    • §2.9　门网络的竞争与险象
      • 2.9.1　产生险象的原因
      • 2.9.2　消除险象的方法
    • §2.10　故障检测与可测试设计
      • 2.10.1　故障检测与故障模拟
      • 2.10.2　可测试设计与边界扫描技术
    • 【总结】
  • 第3章　时序逻辑电路
    • §3.1　触发器的原理和应用
      • 3.1.1　基本触发器的原理和应用
      • 3.1.2　二进制信息的存储与传送
    • §3.2　锁存器与触发器
      • 3.2.1　锁存器
      • 3.2.2　无竞态触发器
      • 3.2.3　其他功能的触发器
      • 3.2.4　集成触发器
    • §3.3　同步时序逻辑电路的分析与描述
      • 3.3.1　时序逻辑电路的基本结构与方程描述
      • 3.3.2　时序逻辑电路的真值表、卡诺图描述
      • 3.3.3　同步时序逻辑电路的分析与状态图
      • 3.3.4　时序逻辑电路的语言描述
    • §3.4　常用时序逻辑电路模块
      • 3.4.1　数据寄存器
      • 3.4.2　移位寄存器
      • 3.4.3　计数器
    • §3.5　含中规模集成电路的时序逻辑电路分析
    • §3.6　时序逻辑电路的设计
      • 3.6.1　状态的等价与简化
      • 3.6.2　状态编码的概念与原则
      • 3.6.3　时序逻辑电路设计举例
      • 3.6.4　对时序逻辑电路设计的讨论
    • §3.7　用中规模集成逻辑电路设计时序逻辑电路
    • §3.8　可编程逻辑器件及其应用
      • 3.8.1　CPLD简介
      • 3.8.2　用CPLD设计时序逻辑电路
    • 【总结】
  • 第4章　算术逻辑运算电路
    • §4.1　基本算术运算电路
      • 4.1.1　1位全加器
      • 4.1.2　多位全加器
      • 4.1.3　算法移位
      • 4.1.4　比较运算
    • §4.2　ALU的组织
      • 4.2.1　加法运算与ALU的组织
      • 4.2.2　减法运算与求补电路
      • 4.2.3　乘法的实现与ALU结构
      • 4.2.4　除法的实现与ALU结构
    • §4.3　逻辑运算和中规模集成ALU模块
      • 4.3.1　逻辑运算的基本方式
      • 4.3.2　中规模集成ALU模块
    • §4.4　BCD码算法
      • 4.4.1　1位BCD码运算
      • 4.4.2　多位BCD码加法电路
      • 4.4.3　BCD码乘法
    • 【总结】
  • 第5章　存储器
    • §5.1　主存储器
      • 5.1.1　存储器的基本结构
      • 5.1.2　线性译码器
      • 5.1.3　基本静态存储单元
      • 5.1.4　双向译码方式与相应的静态RAM基本存储单元
      • 5.1.5　存储器的容量扩展
      • 5.1.6　静态RAM的概念及其读/写过程
      • 5.1.7　动态RAM的基本存储单元
    • §5.2　只读存储器
      • 5.2.1　固定ROM
      • 5.2.2　可编程ROM
      • 5.2.3　在系统编程技术——ISP技术
    • §5.3　其他存储器
      • 5.3.1　磁表面存储器
      • 5.3.2　光学存储器
    • §5.4　存储器的层次化体系与管理
      • 5.4.1　存储器的层次化体系
      • 5.4.2　超高速缓存与主存之间的数据交换
      • 5.4.3　存储器的管理
    • §5.5　虚拟存储器的概念
      • 5.5.1　虚拟存储器
      • 5.5.2　虚拟存储器的调用方式
      • 5.5.3　按内容访问存储器
    • 【总结】
  • 第6章　终端、总线与接口
    • §6.1　外部信息与二进制代码之间的转换
      • 6.1.1　部分输入设备的转换原理
      • 6.1.2　部分输出设备的转换原理
    • §6.2　数模与模数转换
      • 6.2.1　数模转换的基本原理
      • 6.2.2　常用的D/A转换方案
      • 6.2.3　D/A转换的主要技术指标
      • 6.2.4　模数转换的基本原理
      • 6.2.5　几种常见的A/D转换方案
    • §6.3　终端与存储器之间的通信
      • 6.3.1　总线的提出
      • 6.3.2　外设与总线的连接
      • 6.3.3　外部设备的地址模式
      • 6.3.4　总线结构
      • 6.3.5　数据在总线上的传送方式
      • 6.3.6　标准总线
    • §6.4　计算机的接口
      • 6.4.1　计算机与终端的信息交换方式
      • 6.4.2　接口电路举例
    • §6.5　计算机数据的远地传送
      • 6.5.1　数据串行传送方式
      • 6.5.2　校验码及校验电路
      • 6.5.3　串/并转换电路
    • 【总结】
  • 第7章　控制单元
    • §7.1　计算机中的寄存器及其控制信号
    • §7.2　指令的执行过程
      • 7.2.1　加法指令
      • 7.2.2　减法指令
      • 7.2.3　取操作数指令
      • 7.2.4　存储指令
    • §7.3　控制电路的硬件结构
      • 7.3.1　控制电路的任务
      • 7.3.2　控制电路的硬件设计
    • §7.4　其他类型指令的执行过程
      • 7.4.1　无操作指令
      • 7.4.2　移位指令
    • §7.5　微程序控制方式
    • §7.6　全硬件数字系统控制器的设计
      • 7.6.1　系统算法流程图的确定
      • 7.6.2　逻辑划分与系统结构的确定
      • 7.6.3　各模块的设计
      • 7.6.4　控制器的设计
      • 7.6.5　采用PLD设计
    • 【总结】
  • 第8章　计算机结构
    • §8.1　微处理器发展概况
    • §8.2　计算机的指令格式
    • §8.3　堆栈结构
    • §8.4　计算机中的寻址方式
      • 8.4.1　直接寻址
      • 8.4.2　立即寻址
      • 8.4.3　间接寻址
      • 8.4.4　相对寻址
      • 8.4.5　变址寻址
    • §8.5　标志码、条件码和状态寄存器
    • §8.6　多程序与多指令运行
      • 8.6.1　多程序运行
      • 8.6.2　多指令运行(流水线方式)
    • §8.7　精简指令集计算机
    • 【总结】
  • 第9章　数字集成逻辑电路及其应用
    • §9.1　晶体管开关电路
      • 9.1.1　MOS晶体管的开关特性
      • 9.1.2　单沟道模拟开关电路
      • 9.1.3　CMOS双向模拟开关单元
      • 9.1.4　CMOS多路模拟开关(AMUX)
      • 9.1.5　双极型模拟开关
      • 9.1.6　二极管开关
    • §9.2　门电路
      • 9.2.1　门电路的基本结构
      • 9.2.2　门电路的传输特性与技术指标
      • 9.2.3　几种常用的门电路工艺与结构
      • 9.2.4　动态门的概念
    • §9.3　开关信号的产生
      • 9.3.1　张弛振荡原理
      • 9.3.2　双稳态触发器
      • 9.3.3　单稳态触发器
      • 9.3.4　自激多谐振荡器
      • 9.3.5　555定时器
      • 9.3.6　负阻器件及其应用
    • 【总结】
  • 习题
  • 附录一　国家标准GB4728.12-85《电气图用图形符号二进制逻辑单元》简介
  • 附录二　VHDL简明教程
  • 英汉名词术语对照
  • 参考文献

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