數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)教案

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1、2011～2012第二學(xué)期《數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)》課程教學(xué)實(shí)施方案計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)研究所姜蕊輝一、基本情況課程名稱(chēng)：數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)課程編號(hào)：0810000215學(xué)時(shí)：56（其中理論課48學(xué)時(shí)、實(shí)驗(yàn)課8學(xué)時(shí)）學(xué)分：3.5課程類(lèi)別：必修選課對(duì)象：四年制大二本科專(zhuān)業(yè)學(xué)生班級(jí)代號(hào)：02、03學(xué)生人數(shù)：116人專(zhuān)業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)（本科）?1、先修課程：?高等數(shù)學(xué)計(jì)算機(jī)電路2、后續(xù)課程：計(jì)算機(jī)組成原理、接口技術(shù)二、課程性質(zhì)及主要教學(xué)目的教學(xué)目的與要求本課程是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)的基礎(chǔ)課之一，它是一門(mén)發(fā)展快、應(yīng)用廣、實(shí)踐性強(qiáng)的課程?！”菊n

2、程把數(shù)字邏輯和數(shù)字系統(tǒng)有機(jī)地聯(lián)系起來(lái)，作為基礎(chǔ)，較為深入地闡述了基本數(shù)字集成電路的工作原理和電氣特性，著重討論了邏輯電路的基本單元(門(mén)電路和觸發(fā)器)，也討論了中、大規(guī)模集成電路及其應(yīng)用，介紹了一些近年迅速發(fā)展起來(lái)的器件和電路，如PLA、GAL、CPLD、FPGA等；同時(shí)討論了作為數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的邏輯代數(shù)及其化簡(jiǎn)方法。作為重點(diǎn)，系統(tǒng)地討論了組合邏輯電路、同步時(shí)序邏輯電路、異步時(shí)序邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法；并介紹了采用大規(guī)模可編程邏輯器件的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的新方法。　本課程的基本要求是：1.了解并熟悉晶體管和MOS場(chǎng)效

3、應(yīng)管的開(kāi)關(guān)特性。????2.掌握常用數(shù)制與編碼，牢固掌握邏輯代數(shù)基本定理和運(yùn)算規(guī)則，能熟練運(yùn)用卡諾圖法化簡(jiǎn)邏輯函數(shù)。????3.牢固掌握集成邏輯門(mén)及觸發(fā)器的工作原理，熟悉常用邏輯門(mén)和觸發(fā)器的功能及其外特性。????4.牢固掌握組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的基本分析方法以及設(shè)計(jì)方法。????5.熟悉常見(jiàn)中、大規(guī)模集成器件的原理及應(yīng)用。????6．初步了解采用CPLD、FPGA器件，借助EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化）工具進(jìn)行數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法。??????7.熟悉幾種常見(jiàn)的脈沖產(chǎn)生與整形電路的工作原理?！　⊥ㄟ^(guò)本課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)習(xí)后繼

4、課程打下良好基礎(chǔ)，也為學(xué)生畢業(yè)后從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用方面的科學(xué)研究和技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。三、課程選用教材使用教材：閻石主編，《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》（第五版）高等教育出版社，2005。選用依據(jù)：本書(shū)是普通高等教育“十五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材。本書(shū)以前各版曾分別獲得北京市教育教學(xué)成果一等獎(jiǎng)、國(guó)家教委優(yōu)秀教材一等獎(jiǎng)、國(guó)家級(jí)優(yōu)秀教材獎(jiǎng)。新版教材是在基本保持第四版教材內(nèi)容、理論體系和風(fēng)格的基礎(chǔ)上，按照教育部2004年修訂的“數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)基本要求”修訂而成的。本次修訂除改寫(xiě)了部分章節(jié)外，還增加了硬件描述語(yǔ)言和EDA軟件應(yīng)用的基礎(chǔ)知識(shí)

5、。此教材內(nèi)容基本符合我院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)大綱的要求，內(nèi)容較全面，且在國(guó)內(nèi)有一定影響。參考教材：《電子技術(shù)基礎(chǔ)》（數(shù)字部分）（第四版），康華光主編，高等教育出版社《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》，魏書(shū)衡主編，人民郵電出版社《數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì)》，張端主編，高等教育出版社《可編程邏輯器件設(shè)計(jì)》，黃均鼐主編，復(fù)旦大學(xué)出版社四、教學(xué)手段和方法本課程以計(jì)算機(jī)課堂理論教學(xué)為主，并通過(guò)一定的實(shí)驗(yàn)課幫助學(xué)生加深對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力?？倢W(xué)時(shí)為64學(xué)時(shí)，其中理論教學(xué)為48學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)為16學(xué)時(shí)。在講授過(guò)程中，對(duì)概念、原理的解釋和

6、描述盡可能詳細(xì)，并對(duì)各個(gè)電路的功能和各種電路的計(jì)算技巧詳加解釋?zhuān)⑼ㄟ^(guò)典型例題的講解加深學(xué)生對(duì)理論問(wèn)題的理解和掌握，引導(dǎo)學(xué)生建立起數(shù)字邏輯電路的整體邏輯結(jié)構(gòu)和概念，并將仿真實(shí)驗(yàn)引入課堂。以指定教材內(nèi)容為主，補(bǔ)充有關(guān)新知識(shí)。采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)。五、教學(xué)特點(diǎn)隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，新的教學(xué)手段必須體現(xiàn)在整個(gè)課程的教學(xué)環(huán)節(jié)中。“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程的特點(diǎn)是內(nèi)容豐富、圖表較多,傳統(tǒng)的課堂教學(xué)有一定的困難，而采用多媒體技術(shù)將復(fù)雜的圖表直觀(guān)、形象地展示出來(lái)，不僅便于教師的講解，學(xué)生的學(xué)習(xí)，而且還將大大增加課堂的信息量，解決課時(shí)少內(nèi)

7、容多的矛盾。但是課堂教學(xué)不能完全依靠多媒體課件，從調(diào)動(dòng)學(xué)生思維、加強(qiáng)師生互動(dòng)和循序漸進(jìn)講解以便學(xué)生理解等方面考慮，目前“數(shù)字邏輯與數(shù)字系統(tǒng)”課程中主要采用了PowerPoint課件和板書(shū)相結(jié)合的方法，可以相互取長(zhǎng)補(bǔ)短，效果較好。此外，我們?cè)诮虒W(xué)中引入了EDA技術(shù)的應(yīng)用，如EWB邏輯電路仿真、可編程器件實(shí)現(xiàn)硬件電路等，提高了學(xué)生應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)計(jì)復(fù)雜邏輯電路的能力。。六、各章節(jié)教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)及解決辦法第1章數(shù)制和碼制教學(xué)重點(diǎn)：簡(jiǎn)介幾種常見(jiàn)的數(shù)制和碼制第2章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)教學(xué)重點(diǎn)：邏輯代數(shù)基礎(chǔ)：邏輯代數(shù)公理、定理與運(yùn)算規(guī)則；邏輯

8、函數(shù)表達(dá)式及標(biāo)準(zhǔn)型；邏輯電路符號(hào)：邏輯門(mén)與復(fù)合邏輯門(mén)；邏輯代數(shù)化簡(jiǎn)：公式化簡(jiǎn)與卡諾圖化簡(jiǎn)。教學(xué)難點(diǎn)：邏輯函數(shù)的化簡(jiǎn)解決辦法：采用習(xí)題討論啟發(fā)式教學(xué)。第3章門(mén)電路教學(xué)重點(diǎn)：器件的開(kāi)關(guān)特性：二極管、三極管、MOS管；TTL邏輯門(mén)與CMOS邏輯門(mén)：電路特點(diǎn)與性能參數(shù)指標(biāo)及其對(duì)比。教學(xué)難點(diǎn)：TTL器件、CMOS