2021年湖北自考數(shù)字邏輯課程考試大綱

I．課程性質(zhì)與設(shè)置目的
1．課程性質(zhì)和特點(diǎn)

    數(shù)字邏輯屬計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程（類）本科重要的專業(yè)基礎(chǔ)課，本課程的目的是使學(xué)生了解和熟悉從對數(shù)字系統(tǒng)提出要求開始，一直到用集成電路實(shí)現(xiàn)所需邏輯功能為止的整個過程。熟練掌握數(shù)字系統(tǒng)邏輯設(shè)計(jì)的理論和方法，對于從事計(jì)算機(jī)研制、開發(fā)和應(yīng)用的科技工作者來說是十分必要的。課程的主要內(nèi)容包括開關(guān)理論基礎(chǔ)、邏輯門電路、組合邏輯、時序邏輯、ISP技術(shù)、數(shù)字系統(tǒng)等，它跟蹤計(jì)算機(jī)元器件的發(fā)展腳步，介紹新型元器件的基本技術(shù)，為后續(xù)計(jì)算機(jī)硬件類課程打下基礎(chǔ)，也為深入理解計(jì)算機(jī)的工作原理提供理論及實(shí)踐基礎(chǔ)。

2．課程要求
    通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)考者應(yīng)掌握數(shù)字邏輯設(shè)計(jì)的基本理論和方法、數(shù)字邏輯電路的一般原理以及數(shù)字邏輯電路的新發(fā)展。本課程的核心是學(xué)生必須學(xué)會數(shù)字邏輯電路的基礎(chǔ)知識，掌握數(shù)字邏輯電路設(shè)計(jì)和分析的方法步驟，在此基礎(chǔ)上能夠使用常用的實(shí)驗(yàn)素材進(jìn)行同步時序邏輯電路的設(shè)計(jì)。掌握集成門電路，觸發(fā)器和組合邏輯電路等實(shí)用性較廣的功能部件，為將來實(shí)踐工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程涉及到數(shù)學(xué)，邏輯學(xué)和電子學(xué)相關(guān)的知識，理論性比較強(qiáng)。
3．與本專業(yè)其它課程的關(guān)系
    本課程在計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃中被列為專業(yè)基礎(chǔ)課，其先修課程為普通物理、模擬電子技術(shù)和離散數(shù)學(xué)，后續(xù)課程為計(jì)算機(jī)組成原理、計(jì)算機(jī)接口技術(shù)等硬件課程。數(shù)字邏輯作為一門承上啟下的基礎(chǔ)課程，地位相當(dāng)重要。本課程的重點(diǎn)是研究數(shù)字系統(tǒng)中各種邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的基本方法；難點(diǎn)是各種大中型芯片的分析和組合設(shè)計(jì)。
II．課程內(nèi)容與考核目標(biāo)
第一章  基本知識
一、學(xué)習(xí)目的與要求
了解數(shù)字系統(tǒng)的概念、模擬信號與數(shù)字信號的特點(diǎn)；重點(diǎn)掌握二進(jìn)制、八進(jìn)制、十進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的計(jì)數(shù)規(guī)律及相互轉(zhuǎn)換，理解機(jī)器數(shù)的原碼、反碼、補(bǔ)碼三種代碼表示及相關(guān)轉(zhuǎn)換，理解三種常用BCD碼與十進(jìn)制數(shù)的關(guān)系及各自特點(diǎn)，以及Gray碼、奇偶檢驗(yàn)碼、字符編碼的作用、特點(diǎn)和編碼的原理。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
第一節(jié) 概述（一般）
1）識記：（1）數(shù)字系統(tǒng)的特征；
         （2）數(shù)字邏輯電路的類型和研究方法。
第二節(jié) 數(shù)制及其轉(zhuǎn)換（重點(diǎn)）
1）識記：進(jìn)位計(jì)數(shù)制、進(jìn)位計(jì)數(shù)制的兩個基本因素、二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則。
2）簡單應(yīng)用：數(shù)制之間的相互轉(zhuǎn)換。
第三節(jié) 帶符號二進(jìn)制數(shù)的代碼表示（次重點(diǎn)）
1）領(lǐng)會：原碼、反碼、補(bǔ)碼。
2）簡單應(yīng)用：三種碼制之間的轉(zhuǎn)換
第四節(jié) 幾種常用的編碼（一般）
1）識記：十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼、常用的3種BCD碼。
2）領(lǐng)會：（1）可靠性編碼；
        （2）字符編碼。
第二章  邏輯代數(shù)基礎(chǔ)
一、學(xué)習(xí)目的與要求
了解邏輯代數(shù)中有關(guān)邏輯變量，邏輯運(yùn)算、邏輯函數(shù)、最小項(xiàng)和最大項(xiàng)等基本概念；熟練掌握邏輯代數(shù)的5條公理、8組定理及三條重要規(guī)則；熟悉邏輯函數(shù)表達(dá)式的不同形式與變換；重點(diǎn)掌握邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法和卡諾圖化簡法。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
第一節(jié) 邏輯代數(shù)的基本概念（一般）
1）識記：邏輯代數(shù)中的公理。
2）領(lǐng)會：（1）邏輯變量及基本邏輯運(yùn)算；
        （2）邏輯函數(shù)及邏輯函數(shù)間的相等；
        （3）邏輯函數(shù)的表示法。
第二節(jié) 邏輯代數(shù)的基本定理和規(guī)則（次重點(diǎn)）
1）識記：邏輯代數(shù)中的基本定理及規(guī)則。
2）領(lǐng)會：（1）基本定理；
        （2）重要規(guī)則；
        （3）復(fù)合邏輯。
第三節(jié) 邏輯函數(shù)表達(dá)式的形式與變換（次重點(diǎn)）
1）識記：邏輯函數(shù)表達(dá)式的基本形式。
2）領(lǐng)會：邏輯函數(shù)表達(dá)式的標(biāo)準(zhǔn)形式。
3）簡單應(yīng)用：邏輯函數(shù)表達(dá)式的轉(zhuǎn)換。
第四節(jié) 邏輯函數(shù)的化簡（重點(diǎn)）
1）簡單應(yīng)用：（1）代數(shù)化簡法；
             （2）卡諾圖化簡法。
第三章  集成門電路與觸發(fā)器
一、學(xué)習(xí)目的與要求
了解數(shù)字集成電路的類型、分類依據(jù)、以及在數(shù)字系統(tǒng)中半導(dǎo)體器件工作的開關(guān)特性；重點(diǎn)掌握7種常用邏輯門和2種特殊邏輯門的邏輯符號、外部特性及使用方法；了解觸發(fā)器基本結(jié)構(gòu)和工作原理，熟練掌握基本R-S觸發(fā)器和四種常用時鐘控制觸發(fā)器的邏輯符號、功能表，次態(tài)方程、激勵表以及使用方法。對邏輯門電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理只要求作一般了解。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
第一節(jié) 數(shù)字集成電路的分類（一般）
1）識記：數(shù)字邏輯電路的各種分類方法。
第二節(jié) 半導(dǎo)體器件的開關(guān)特性（一般）
1）：識記（1）晶體二極管的開關(guān)特性；
         （2）晶體三極管的開關(guān)特性。
第三節(jié) 邏輯門電路（重點(diǎn)）
1）識記：（1）常用基本門電路的邏輯符號及表達(dá)式；
        （2）TTL集成邏輯門電路、CMOS集成邏輯門電路的各自的特點(diǎn)。
2）領(lǐng)會：（1）TTL集成邏輯門電路的主要外部特性參數(shù)；
        （2）正邏輯和負(fù)邏輯的概念；
        （3）兩種特殊的門電路的特點(diǎn)及應(yīng)用。
第四節(jié) 觸發(fā)器（重點(diǎn)）
1）識記：（1）觸發(fā)器的基本特點(diǎn)、邏輯功能及觸發(fā)器的分類；
        （2）基本R-S觸發(fā)器的邏輯電路和邏輯符號，邏輯功能的描述；
        （3）常用的時鐘控制觸發(fā)器（R-S、J-K、D、T觸發(fā)器）的邏輯符號及其邏輯功能的描述。
2）領(lǐng)會：（1）幾種常用的時鐘控制觸發(fā)器的工作原理相互轉(zhuǎn)換；
         （2）不同類型的時鐘控制觸發(fā)器相互轉(zhuǎn)換方法。
實(shí)驗(yàn)一、集成電路測試：集成邏輯門的主要參數(shù)測試和功能測試，集成觸發(fā)器功能測試。
第四章  組合邏輯電路
一、學(xué)習(xí)目的與要求
    了解組合邏輯電路的定義、結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)；重點(diǎn)掌握組合邏輯電路分析和設(shè)計(jì)的基本方法；能熟練運(yùn)用邏輯代數(shù)這一數(shù)學(xué)工具，借助真值表，卡諾圖等對各種設(shè)計(jì)問題進(jìn)行邏輯描述和簡化，并挑選合適的邏輯門電路完成滿足設(shè)計(jì)要求的電路設(shè)計(jì)；了解實(shí)際電路中由于時延問題而引發(fā)的競爭現(xiàn)象以及險象的產(chǎn)生。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
第一節(jié) 組合邏輯電路分析（重點(diǎn)）
1）識記：（1）組合邏輯電路的基本特點(diǎn)；
         （2）組合邏輯電路分析的一般步驟；
2）簡單應(yīng)用：會對組合邏輯電路進(jìn)行分析。
第二節(jié) 組合邏輯電路設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）
1）識記：（1）邏輯綜合的概念；
         （2）組合邏輯電路設(shè)計(jì)的一般步驟。
2）簡單應(yīng)用：（1）會設(shè)計(jì)一些簡單的組合邏輯電路；
             （2）會對設(shè)計(jì)中遇到的一些實(shí)際問題進(jìn)行處理。  
3）綜合應(yīng)用：多輸出函數(shù)的組合邏輯電路的設(shè)計(jì)
第三節(jié) 組合邏輯電路的險象（次重點(diǎn)）
1）識記：險象的產(chǎn)生的原因及消除的方法。
2）簡單應(yīng)用：會對險象進(jìn)行判斷；
實(shí)驗(yàn)二、組合邏輯電路：舍入與檢測電路的設(shè)計(jì)，全加/全減器設(shè)計(jì)。
第五章  同步時序邏輯電路
一、學(xué)習(xí)目的與要求
    了解時序邏輯電路的定義，結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)和分類；重點(diǎn)掌握同步時序邏輯電路分析與設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，能熟練運(yùn)用狀態(tài)表、狀態(tài)圖、隱含表、合并圖等工具完成同步時序邏輯電路的分析與設(shè)計(jì)；要求能正確使用邏輯門和觸發(fā)器構(gòu)造出實(shí)現(xiàn)指定功能的同步時序邏輯電路。本章難點(diǎn)是形成原始狀態(tài)圖、狀態(tài)化簡及確定激勵函數(shù)的最簡表達(dá)式。
二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)
第一節(jié) 時序邏輯電路概述（次重點(diǎn)）
1）識記：（1）時序邏輯電路與組合邏輯電路的區(qū)別；
        （2）描述時序邏輯電路邏輯功能的主要方法。
2）領(lǐng)會：（1）時序邏輯電路的結(jié)構(gòu)特征；
        （2）時序邏輯電路的分類方法；
        （3）時序邏輯電路邏輯功能的描述方法。
第二節(jié) 同步時序邏輯電路分析（重點(diǎn)）
1）識記：同步時序邏輯電路分析的一般方法和步驟。
2）簡單應(yīng)用：會對同步時序邏輯電路進(jìn)行分析。
第三節(jié) 同步時序邏輯電路設(shè)計(jì)（重點(diǎn)）
1）識記：同步時序邏輯電路設(shè)計(jì)的一般方法和步驟；
2）領(lǐng)會：同步時序邏輯電路設(shè)計(jì)步驟的各個環(huán)節(jié)，熟悉各環(huán)節(jié)中的處理方法，為綜合應(yīng)用部分奠定基礎(chǔ)。
綜合應(yīng)用：