《数字逻辑》课程教学大纲

《数字逻辑》课程简介课程内容：《数字逻辑》是计算机科学与技术专业一门专业技术基础必修课，是计算机组成等硬件类课程的先导课程。

课程的内容包括数制与编码；逻辑代数基础；组合逻辑电路；时序逻辑电路；可编程逻辑器件；数字系统设计等。

课程的任务比较全面系统地介绍数字逻辑的基本理论、基本知识和基本技能，通过本课程的学习，使学生学习并掌握基本数字逻辑电路的工作原理和分析方法，能对主要的逻辑部件进行分析和设计，学会使用标准的集成电路，进行数字系统的EDA设计，即借助于软件工具AX+PLUSII/QuartusII完成数字系统逻辑设计，为以后进一步学习计算机组成原理及接口技术打下一个良好的基础。

Brief IntroductionCourse Description:This course is the special fundamental compulsory subject for the computer science and technology specialty students, and it is a guide course of the computer hardwares, such as computer organization.The content of this course include: number system and code order, logic algebra basis combinational logic circuit, sequential logic circuit, programmable logic device, digital system design.The mission of this course is:1st, to introduce the basic theory, the basic knowledge; and the basic skills of digital logic.2nd, to study and master the working principle and analysis method, which can to analyze and design the logical unit, learn to use standard integrated circuit (IC),3rd, to design the digital system by EDA, based on software tools MAX+PLUSII/QuartusII to fulfill logic design of the digital system, and this makes a make a good foundation for students to learn the following course in the future.《数字逻辑电路》教学大纲一、教学内容第一章逻辑理论基础1.1 数制1.2 数制转换1.3 编码教学难点：各种数制之间的关系及相互转换规律；教学重点：二、十六进制及与十进制的相互转换和8421码；常用编码。

《数字逻辑》教学大纲二、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。

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。

1.1数字电路逻辑设计概述1.2数制及其转换1.3二-十进制代码（BCD 代码）1.4算术运算与逻辑运算第2章逻辑函数及其简化（支撑课程目标1、2）重点内容：逻辑代数的各种表达形式，逻辑代数的三个规则和常用公式，逻辑代数的化简方法，卡诺图法。

《数字逻辑》教学大纲哈尔滨师范大学计算机科学与信息工程学院《数字逻辑》一、课程设置的有关说明1.数字逻辑课程是计算机科学与技术专业重要的必修课。

2.数字逻辑是基于数字电路相关知识的计算机硬件基础课程，是计算机硬件课程体系的一个重要知识环节。

3.设置本课程的目的和要求：由于一方面数字逻辑是一门涉及面较宽的综合性学科，另一方面也是一门正在迅速发展前沿的学科，新的思想、新的理论以及新的方法不断涌现，还有一点值得注意的是数字逻辑在计算机及其相关领域得到广泛的应用。

为此，本课在选材、内容组织等方面力求做到：科学性、新颖性、实用性，力图在阐明基本原理和方法的同时，也能反映某些最新的研究成果，使学生比较牢固地掌握本课程分支的基本理论知识及实际应用能力。

本门课程共70学时，其中理论课54学时，实验课16学时；总学分为3学分。

4.本门课程主要讲授数字逻辑的基本理论及设计原理和相关实践，全面介绍数字逻辑的基本概念、设计原理、工作原理、实际应用、技术开发和该技术的未来发展方向和趋势，通过学习该知识体系使学生基本掌握该知识体系得理论知识和该知识体系在计算机相关领域的实际应用，及该课程体系在计算机硬件知识体系的重要地位。

并为将来独立的从事基于计算机硬件知识体系的研究与开发打下更坚实的基础。

二、具体教学内容第一章基本知识（4学时）1.教学目的和教学基本要求：掌握数字量与模拟量的特点，数字电路的特点、应用；了解二进制的算术运算与逻辑运算的不同之处；掌握不同数制之间的相互转换；掌握带符号二进制数的代码表示；掌握几种常用的编码。

2.内容提要：第一节概述第二节数制及其转换第三节带符号二进制数的代码表示第四节几种常用的编码3.复习思考题：（1）二、八、十六进制数的转换（2）8421、2421、余三码的组成（3）格雷码和二进制转换第二章逻辑代数基础（12学时）1.教学目的和教学基本要求：掌握逻辑代数的三种基本运算、三项基本定理、基本公式和常用公式；掌握逻辑函数的三种表示方法（真值表法、逻辑式法、卡诺图法）及其相互之间的转换；掌握逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法；掌握最小项、最大项、约束项的概念及其在逻辑函数化简中的应用。

《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。