数字系统与逻辑设计课程教学大纲

《数字逻辑与数字系统》教学大纲一、使用说明（一）课程性质《数字逻辑与数字系统》是计算机科学与技术专业的一门专业基础课。

（二）教学目的通过本课程的学习，可以使学生熟悉数制与编码,逻辑函数及其化简,集成逻辑部件,中大规模集成组合逻辑构件。

掌握组合逻辑电路分析和设计，同步时序逻辑电路分析和设计，异步时序逻辑电路分析和设计；中规模集成时序逻辑电路分析和设计。

了解可编程逻辑器件，数字系统设计，数字系统的基本算法与逻辑电路实现，VHDL语言描述数字系统。

为专业课的学习打下坚实的基础。

（三）教学时数本课程理论部分总授课时数为68课时。

（四）教学方法理论联系实际，课堂讲授。

（五）面向专业计算机科学与技术专业。

二、教学内容第一章数制与编码（一）教学目的与要求通过本章学习使学生掌握数制的表示及转换，二进制数的算术运算,二进制码，原码、补码、反码。

（二）教学内容模拟信号，数字信号，数制的表示及转换，二进制数的算术运算,二进制码，原码、补码、反码。

重点与难点：数制，二进制码，逻辑运算，逻辑代数的基本定律和规则，逻辑函数的化简。

第一节进位计数制1、十进制数的表示2、二进制数的表示3、其它进制数的表示第二节数制转换1、二进制数与十进制数的转换2、二进制数与八进制数、十六进制数的转换第三节带符号数的代码表示1、真值与机器数2、原码3、反码4、补码5、机器数的加、减运算6、十进制数的补数第四节码制和字符的代码表示1、码制2、可靠性编码3、字符代码（三）教学方法与形式课堂讲授。

（四）教学时数2课时。

第二章逻辑代数与逻辑函数（一）教学目的与要求通过本章学习使学生掌握逻辑代数的基本运算,逻辑代数的基本公式、定理及规则。

逻辑函数表达式的形式与转换方法，逻辑函数的代数法及卡诺图法化简。

（二）教学内容逻辑代数的基本运算、基本公式、定理及规则。

逻辑函数表达式的形式与转换方法，逻辑函数的代数法及卡诺图法化简。

重点与难点：逻辑代数的公式、定理及规则。

《数字逻辑》教学大纲一、基本信息二、课程描述本课程为专业限定选修课，主要面向计算机科学与技术、网络工程、软件工程、信息安全等专业本科低年级学生。

主要目的是使学生掌握数字逻辑电路的基本概念和分析、设计方法，作为专业前导课程，为以后的专业核心课程《计算机组成结构》及其他硬件类课程《微机原理和接口技术》、《嵌入式系统开发技术》等的学习打下良好的基础。

本课程是为缺少电路原理、模拟电子技术等先修课程的计算机与信息学科偏软类专业开设，其要求和难度略低于电子信息学科偏硬类专业，通过该课程的学习使学生掌握数字逻辑电路的应用和发展及逻辑代数等基本知识，重点掌握组合逻辑电路和同步时序逻辑电路的分析和设计等基本方法，使学生具有一定的数字逻辑电路设计能力。

另外，使学生了解可编程逻辑器件和现代数字系统设计方法，初步掌握运用EDA工具及硬件描述语言进行简单数字逻辑设计，紧跟市场和技术前沿。

三、教学目标通过本课程的理论教学和相关实验训练，使学生具备如下能力：1、掌握基本的逻辑代数知识，能够运用物理知识理解二极管、三极管、集成逻辑门和可编程逻辑器件的基本原理。

2、能够运用逻辑代数方法表达、求解和优化实际数字电路问题，3、能够分析小规模、中规模组合逻辑电路和时序逻辑电路，掌握各种逻辑门、基本触发器、中规模集成器件的功能及基本应用。

4、能够利用逻辑门、基本触发器、中规模集成器件和可编程逻辑器件设计一定功能的组合逻辑电路和时序逻辑电路，并进行优化。

5、能够应用专业EDA软件设计一定功能的数字系统，并能进行仿真和验证。

四、课程目标对毕业要求的支撑五、教学内容第1章绪论（支撑课程目标1）重点内容：数制和编码的概念，各种不同数制间的转换方法，二进制的运算及原、反、补码数的表示及转换，二-十进制代码（BCD代码）。

难点内容：建立模拟信号和数字信号的概念，二进制的运算及原、反、补码数的表示。

教学内容：掌握数制及其转换，编码的概念，了解常用码的一些应用，熟悉数字编码的转换。

《数字逻辑设计及应用》课程教学大纲课程编号：53000540适用专业：电子信息、电气工程、自动控制及其他应用数字技术的相关专业学时数：64 学分数：4 开课学期：第4学期先修课程：《大学物理》、《软件技术基础》、《电路分析基础》、《模拟电路基础》执笔者：姜书艳编写日期：2011.9 审核人（教学副院长）：一、课程性质和目标授课对象：全日制大学本科二年级课程类别：学科基础课教学目标（本课程对实现培养目标的作用；学生通过学习该课程后，在思想、知识、能力和素质等方面应达到的目标）：“数字逻辑设计及应用”课程是信息技术类专业所共有的一门重要学科基础课程，同时也是一门重要工程技术课程，是研究数字系统硬件设计的入门课程。

在本课程中，将介绍数字逻辑电路的分析设计方法和基本的系统设计思想；培养同学综合运用知识分析解决问题的能力和在工程性设计方面的基本素养。

通过实验和课外上机实验的方式，使同学深入了解和掌握数字逻辑电路的分析设计方法和电路的运用过程。

通过本课程的学习，使学生掌握数字逻辑电路的基本理论、基本分析和设计方法，为学习后续课程准备必要的数字电路知识。

本课程在培养学生严肃认真的科学作风和逻辑思维能力、分析设计能力、归纳总结能力等方面起重要作用。

二、课程内容安排和要求（一）教学内容、要求及教学方法1. 课堂理论教学（64学时）第一章引论（2学时）了解：数字电路的发展及其在信息技术领域中的地位；数字信号与模拟信号之间的关系及数字信号的特点；数字系统输入输出特性及其逻辑特点，数字逻辑电路的主要内容。

第二章信息的数字表达（4学时）掌握：十进制、二进制、八进制和十六进制数的表示方法以及它们之间的相互转换、二进制数的运算；符号数的表达：符号-数值码（Signed-Magnitude System、原码），二进制补码(two's complement，补码)、二进制反码（ones' complement, 反码）表示以及它们之间的相互转换；符号数的运算；溢出的概念。

《数字电路与逻辑设计》教学大纲课程名称: 数字电路与逻辑设计课程代码：0773127课程性质：专业必修课程说明：讲授+实训总学时数：64（48+16）学分数：4（理论3+实训1）适用专业：计算机科学与技术（本科）一、课程简介《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的必修课程，是一门集数字电子技术与逻辑设计、软件与硬件、理论与实践为一体的课程。

作为一门学科与专业技术基础性课程，本课程的学习将为学生后续的计算机组成与体系结构、操作系统、计算机网络基础、单片机原理及应用、嵌入式应用与开发等课程的学习打下必要的基础。

（一）课程目标围绕各种电子元器件构成的组合电路和时序电路的分析学习和实训，使学生在获得数字电子技术方面的基础理论和基本技能的同时，注重培养学生的数字电路分析思路和设计理念，结合计算机相关知识，理解计算机系统结构，并为后继相关课程的深入学习和实际应用打下理论基础。

职业能力目标●对逻辑电路基本单元（门电路和触发器）的特性和工作原理的掌握；●组合逻辑电路、时序逻辑电路分析和设计能力的培养；●对数字集成新技术的了解；●能使用Multisim平台仿真验证、分析和设计简单的数字电路或较为复杂的数字系统；●数字系统综合设计和应用能力的培养；●跟踪新知识与新技术的学习能力的培养；●沟通与表达能力的培养。

（二）课程设计思路本课程着眼于培养学生的设计理念和提升工程实践技能，为后继相关课程的深入学习和实际应用打下基础，激发学生对计算机在嵌入式方向应用的兴趣。

本课程设计以培养学生数字电路的分析和设计能力为核心。

课堂主要以理论教学为主，进行每章节知识点的讲解，章节中穿插辅以Multisim平台仿真案例实训教学；课外以单元练习、课后辅导为主，辅以学生自学文档资料、mooc学习。

让学生在教、学、做中掌握知识要义，养成学生重器件功能及应用等外部特性、轻内部结构分析，逐步养成学生查阅手册、选择元器件参数的能力。

（三）课程内容框架本课程包含理论体系和实践体系。

《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲一、课程名称数字电路与逻辑设计二、课程代码020008035 三、课程属性专业基础必修课四、学时数、学分数64学时、3.5学分五、适用专业四年制本科计算机科学与技术专业六、编制者编制：七、编制日期2021年7月八、本课程的目的和任务《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的主干课程之一。

通过本课程的学习，使学生获得数字逻辑器件、数字逻辑电路的基本理论知识和基本技能。

为学习后续有关专业课与进一步接受新技术打下必要的基础。

本课程的主要任务：1．了解典型数字逻辑器件的逻辑符号和逻辑功能； 2．掌握数字逻辑电路的基本分析方法和设计方法； 3. 使学生能够阅读典型数字电路的工程图纸。

九、本课程与专业课程体系中其他有关课程的关系先修课程：电路与模拟电子技术；后续课程：微机原理及接口技术，计算机组成原理。

十、各教学环节学时分配教学课时分配表教学时数序号 1 2 3 4 5教学内容逻辑代数基础集成逻辑门电路（实验：TTL与非门参数性能测试，门电路）组合逻辑电路（实验：加法器，组合逻辑电路综合实验）触发器（实验：触发器）时序逻辑电路（实验：计数器） 1讲课 6 4 10 6 12 实验 4 4 2 2 其他机动 6 7 8 脉冲波形产生与整形数/模与模/数转换半导体存储器件 4 4 4 50 12 2 合计十一、课程教学内容及基本要求（一）逻辑代数基础（6学时） 1．主要教学内容数制和码制，逻辑代数的基本公式和定理，逻辑函数的化简，逻辑函数的表示方法及相互转换。

2．教学要求了解模拟信号、数字信号、二值数字和逻辑电平、数字波形，数字电路的特点及研究方法；理解十进制、二进制、八进制和十六进制，十－二进制之间的转换，逻辑函数的概念；掌握二进制码，基本逻辑运算，逻辑代数的公式和定理，逻辑函数的公式化简法和图形化简法，逻辑函数的表示方法及其相互转换。

《数字逻辑》课程实验教学大纲课程编号：031011课程总学时：64 实验学时：16课程总学分：3.5适用专业：计算机科学与技术、网络工程、软件工程、物联网工程一、本课程实验的主要目的与任务开设《数字逻辑》课程实验，旨在加深学生对《数字逻辑》课程理论内容的理解，培养学生分析、设计、组装和调试数字电路的基本技能，掌握数字逻辑课程实验方法与步骤，并为学习后续课程打下坚实的基础。

二、本课程实验项目注：1、类型---指验证性、综合性、设计性；2、该表格不够可拓展。

三、各实验项目主要实验内容和基本要求各实验项目的主要内容和基本要求见附录。

四、实验成绩考核与评定办法学生应做好实验准备，认真完成每个实验，按时完成实验报告，任课教师应认真批改实验报告并给出实验报告成绩。

根据出勤情况、实际操作情况和实验报告进行实验评分，成绩评定为优秀（A）、良好（B）、中等（C）、及格（D）和不及格（E）五个档次。

五、主要参考书目实验指导书：《数字逻辑和数字电路实验指导书》，清华大学科教仪器厂编。

六、本大纲说明《数字逻辑》课程实验教学大纲和《数字逻辑》课程教学大纲相对应，具体见“《数字逻辑》课程教学大纲”。

撰写人：朱贵宪审定人：常国权批准人：执行时间：附录：实验一门电路的特性研究1.实验目的（1）掌握门电路的主要特性及逻辑功能；（2）掌握门电路的延迟时间的测量方法；（3）了解和掌握门电路延迟时间对电路的影响；（4）了解和掌握数字电路所用的仪器设备（重点是示波器本实验要求示波器40M 以上）；（5）了解和熟悉集成电路器件的管脚和用法。

2.实验内容；（1）测试与非门传输延迟时间tpd（2）测试用与非门组成的闭环振荡器；产生的尖峰信号；（3）测试延迟时间tpd（4）设计一个电路，消除尖峰干扰的影响并分析尖峰干扰的原因和消除的方法。

3.实验要求（1）熟练掌握示波器的使用；（2）熟悉数字逻辑实验系统的功能特点。

4.实验器材（1）数字逻辑实验箱、示波器、数字万用表，数字示波器；（2）74LS00 2片、74LS86 1片。

《数字电路与逻辑设计》课程教学大纲总学时：68学时（讲授/理论48学时，实验20学时）先修课程：高等数学，普通物理，电路与电子学一、课程地位、性质和任务《数字电路与逻辑设计》是计算机科学与技术专业的主干课程，是一门专业技术基础课。

它不仅为《计算机组成原理与汇编程序设计》、《微机接口技术》、《计算机系统结构》、《数据通信与计算机网络》等后续课程提供必要的基础知识，而且是一门理论与实践结合密切的硬件基础课程。

二、课程教学基本要求本课程是计算机科学与技术专业的一门专业基础课程，通过本课程的学习，使学生熟悉数字电路的基础理论知识，理解基本数字逻辑电路的工作原理，掌握数字逻辑电路的基本分析和设计方法，具有应用数字逻辑电路，初步解决数字逻辑问题的能力，为学习计算机硬件打下扎实的基础。

三、课程主要内容及学时分配●第一章数制与编码（4学时）【教学要求】介绍数制的概念、各种常用数制数的表示以及它们之间的转换；介绍真值与机器数、原码、反码、补码的概念，要求掌握三种码之间的转换、三种码进行数值运算时各自的优缺点以及运算方法；介绍信息编码的意义，掌握二进制码、循环码、标准ASCII码，认识循环码作为计数表示的优点、键盘各按键的ASCII码值。

【教学重点】带符号定点小数、整数的加减运算，循环码所具特质与在后续课程中的应用。

●第二章逻辑代数与逻辑函数（6学时）【教学要求】逻辑代数是分析和设计数字电路的数学工具，本章主要介绍逻辑代数的公式、定理及逻辑函数的化简方法，要求掌握常用进制及其转换，基本和常用逻辑运算，逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的公式、图形化简法，逻辑函数的五种表示方法及相互之间的转换。

【教学重点】逻辑代数的公式、定理，逻辑函数的公式、逻辑函数的各种表示方法、卡诺图表示与化简规则、逻辑运算符的完备性、。

【教学难点】与·或·非三种逻辑运算符的完备性，逻辑函数不管多么复杂都可以用与-或或者或-与表达式加以表达的理解与认识。