计算机逻辑基础
《逻辑与计算机设计基础》(原书第五版)课后习题答案-chapter04_solutions-5th
X Y
DA
Clock C
D
BX
Z
Clock C
2
Present state
AB
00 00 00 00 01 01 01 01 10 10 10 10 11 11 11 11
Inputs
XY
00 01 10 11 00 01 10 11 00 01 10 11 00 01 10 11
Next state
Input
1 0 011 0 1
1
1
1
0
Output
0 1 000 1 0
0
0
0
1
Next State 01 00 00 01 11 00 01 11 10 10 00
4-10.
00/0 11/1
01/0 10/1 11/0 0
00/0 01/1 10/0 11/1 01/0
00/1 1
01/1, 10/0
0
0
0 00
0 0
001
0
11
1 10
1 10
1 11
11
0
1
10
0
1
1 0
1
01
0
00
1
11
0
10
1
1
Nextt state state AB
A 0B 0
1
0
0 00 1
1 00 0
0 11 0
0 1
1
0 0
1
1 11 1
1 01 1
01
DA
B
1
A1 1
1
X
DDAA = AAXX+BBXX
《逻辑与计算机设计基础》测试题-答案
一、填空题：1. Y=! (3>2); Y=Y=(2<3)&&(5>6); Y=Y=(2<3)||(5>6); Y=Y=(2<3)&&1’bx; Y=Y=(2+3)||(3-3); Y=答案：0、0、1、x、12. Y=(3>2); Y=Y=(3<2); Y=Y=(3>=2); Y=Y=(3<=2); Y=Y=(3<=1’bx); Y=答案：1、0、1、0、x3. Y=(3==2) ; Y=Y=(3!=2); Y=Y=(3==3); Y=Y=(1’b1 ==1’bx); Y=Y=(1’bx ==1’bx); Y=Y=(1’b1 ===1’bx); Y=Y=(1’bx ===1’bx); Y=答案：0、1、1、x、x、0、14. Y=~ 4’b1001; Y= Y= 4’b1001 & 4’b 0111; Y= Y=4’b1001 | 4’b 0111; Y= Y=3’b001 | 4’b 0111; Y=Y=3’b001 | 4’b 0111 & 3’b101; Y=答案：0110、0001、1111、0111、01015. A=5’b11001&A=(((1&0)&0)&1)&1=?|A=?^A=(((1^0)^0)^1)^1=?答案：0、1、16. Y= 4’b1001 >> 1; Y=Y= 4’sb1001 >>> 1; Y=答案：0100、11007. Y= {4’b1001, 2’b11}; Y=Y= {4{2’b01}}; Y=Y= {{4{2’b01}}, 2’b11}; Y=答案：100111、01010101、010*******8. 例：二选一多路选择器module mux2_1(out,a,b,sel);output out;input a,b,sel;assign out=sel?b:aendmodule若sel为0则out =？；若sel为1则out = ？。
计算机逻辑基础实验指导
计算机逻辑基础实验指导实验注意事项1．根据教材和实验指导，先进行预习实验内容；2．进入实验室，须遵守实验室的规章制度；3．在实验室一定要注意用电安全，爱护实验设备；4．每次进实验室，请自觉穿上鞋套；5．实验完成后经老师验收方可离开；6．离开时请带自己的所有物品（包括一些废弃物）；7．按时上交实验报告，实验报告用统一的实验报告纸或A4纸。
8．在安排的时间因事没有做的实验，不统一安排时间补做，自己找合适的时间来补。
一、 EDA2000实验系统简介1．EDA2000实验系统简介EDA2000 设计实验系统是以ALTERA EPF10K20TC144-4芯片为核心设计出来的多功能逻辑电路设计实验系统。
本系统包括FPGA扩展板，I/O试验板，下载电缆，电源和仿真软件五个部分。
FPGA 扩展板上有一片ALTERA 10K系列的芯片，由于它是SRAM型的FPGA，理论上可以进行无限次数的重新配置。
在扩展板上，FPGA芯片的所有引脚都引出，便于测试和调试。
I/O试验板上有12种I/O元件，分别是（1）四组交通LED灯；（2）6个共阴极七段码LED；（3）一个蜂鸣器；（4）两组电子骰子；（5）一个时钟电路；（6）3组8位开关；（7）4个脉冲按钮；（8）一个4X3键盘；（9）一块8X8点阵的LED 显示器；（10）一个液晶显示器；（11）A/D、D/A 电路模块；（12）8051芯片。
I/O试验板几乎包含了所有数字电路中常用的I/O元件，提供了完整的教学实验环境。
电源的输入是AC 90V～260V，50Hz~60Hz，输出是DC 5V 2A，并具有短路保护措施。
开发环境采用的是学生版的Max+plus II Baseline 10.0。
所有IO口均有LED灯指示目前的状态。
采用FLASH芯片（EPC2LC20）保存下载的程序，相对一次性配置芯片要省耗材，相对编程器写程序可以省设备，也比他们更方便。
高质量的接插件，8位带灯锁紧按钮，进口拨码开关等。
计算机应用基础课件——计算机的逻辑基础
第三章 计算机的逻辑基础
3.2复合逻辑运算
3.2.1与非运算和或非运算 1、与非运算
与非运算真值表如下图所示：
我的法则是：有 0出1，全1出0
与非
与非逻辑符号
第三章 计算机的逻辑基础
3.2复合逻辑运算
3.2.1与非运算和或非运算 2、或非运算
班级计划组织划船比赛，但如果下雨或刮大风的话，就只能取消划 船。假设天下雨记为A，刮大风记为B，划船比赛顺利进行表示为Y。 存在或逻辑关系的A和B的结果决定了天气的好坏，并决定划船活动能 否成行。如果下雨或者刮大风有一个条件发生，则划船比赛就要取消。
Y ABC ABC ABC ABC
第三章 计算机的逻辑基础
*3.3实际问题的逻辑函数
3.3.3真实生活问题中的逻辑化简
[例3-4] A、B两人商量同去旅游之事。要使她们同去，必须两人都同意。 这显然是一个与逻辑关系。假定A、B两人同意去旅游为1，不同意去旅 游为0；一起去旅游的结果Y为1，未能一起成行的结果Y为0。则可用逻 辑关系式Y=A·B表示。
• 教学重点（难点）： – 了解并理解相关概念 – 掌握与、或、非等基本逻辑运算、基本逻辑门和真值表的转换
• 教学课时：10课时
第三章 计算机的逻辑基础
本章内容
计算机的 逻辑基础
基本逻辑 复合逻辑
实际问题逻辑表示
第三章 计算机的逻辑基础
3.1基本逻辑运算
3.1.1算术运算与逻辑运算
算术运算过程：
算术运 算规则
输入
输出
第三章 计算机的逻辑基础
3.1基本逻辑运算
3.1.1算术运算与逻辑运算
计算机运算过程：
逻辑运 算规则
计算机基础知识(计算机的基本运算)
计算机的计算分类：
一类是数值计算：例如函数计算、方程求解、 微分、积分、概率统计等.主要是通过四则 运算实现.
另一类是非数值计算：例如比较、排序、查 找、 逻辑推理等.主要是通过基本逻辑运算 实现.
一、 四则运算
1、所有的四则运算都可以用加法来实现. 乘法可以用连加实现； 减法也可用加法来做,例：6-2=6+<-2>； 除法可化成连减,最终用加法来实现. 2、二进制数的四则运算结果也是用0和1表示的二
<True>"或"1"表示；若比较不成立,用逻辑值"假<False>"或"0"表示. 比较运算规则：数值的大小由其值的大小决定； 字符和汉字的大小由其对应的ASC II码值的大小决定； 日期的大小由其日期值的大小决定,即昨天小于今天,过去小于现在. 例：5>3 比较成立,结果为逻辑值"真" #>! 比较成立,结果为逻辑值"真" A>a 比较不成立,结果为逻辑值"假" 2004/9/10 < 2004/9/20 比较成立,结果为逻辑值"真"
进制数,详见P11-12. 例如加法规则如下： 0+0＝0；1+0＝1；0+1＝1； 1+1＝10
二、基本逻辑运算
逻辑运算:
也称为两值运算,逻辑变量的取值和运算的结果
只有"真"、"假"两个值.
有三种基本的运算,假设用0表示"假",1表示"真"：
或运算符：
or 规则： 0 or 0=0； 0 or 1=1； 1 or 0=1； 1 or 1=1；
《逻辑与计算机设计基础》(原书第五版)课后习题答案-chapter01_solutions-5th
1CHAPTER 1© 2016 Pearson Education, Inc.1-1.(a)(1) Calm:(2) 10 mph(3) 100 mphor(b) The microcomputer requires a table or equation for converting from rotations/second to miles/hour. The pulses produced by the rotating disk must be counted over a known period of time, and the table or equation used to convert the binary count to miles per hour.1-2.–34° quantizes to –30° => 1 V => 0001+31° quantizes to +30° => 7 V => 0111 +77° quantizes to +80° => 12 V => 1100 +108° quantizes to +110° => 15 V => 11111-3.*Decimal, Binary, Octal and Hexadecimal Numbers from (16)to (31)1-4.1020301281282131,0723232233,554,4328828,589,934,592=⨯==⨯==⨯=K Bits M Bits G Bits21-5.220 = (1,000,00010 + d ) where d = 48,576 1Tb = 240 = (220)2 = (1,000,000 + d )2= (1,000,000)2 + 2(1,000,000) d + d 2 = 1,000,000,000,000 + 97,152,000,000 + 2,359,627,776 = 1,099,511,627,7761-6.112511212047252133,554,4311 Bits 1 Bits ⇒-=⇒-=1-7.*63202641013275321142(1001101)222277(1010011.101)22222283.625(10101110.1001)2222222174.5625----=+++==+++++==++++++=1-8.1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 11-9.*1-10.*a)0.45 × 8 = 3.6 =>0.60 × 8 = 4.8 =>0.80 × 8 = 6.4 =>0.20 × 8 = 3.2 =>10= (16612.3463)8b) (1938.257)10 = (792.41CB)16c) (175.175)10 = (10101111.001011)21-11.*a) (673.6)8= (110 111 011.110)2= (1BB.C)16b) (E7C.B)16= (1110 0111 1100.1011)2= (7174.54)8c) (310.2)4= (11 01 00.10)2= (64.4)81-12.a) 1010 b) 0110 c) 1111001×1100 ×1001 ×0111010000 0110 11110010000 0000 0000001010 0000 11110011010 0110 11110011111000 0110110 11110010000000110110110101341-13.+1000110110101101010000000010000110001101011-----Quotient = 10001R emainder = 1 1-14.(a) 6 × 123 + 8 × 122 + 7 × 121 + 4 = 11608 (b)12 1-15.a)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A BCDEFGHIJb) 20c) 21012010(.)1120122018201620(4658.8)BCI G -=⨯+⨯+⨯+⨯=1-16.*a) (BEE)r = (2699)1021021114142699111426850r r r r r ⨯+⨯+⨯=⨯+⨯-=By the quadratic equation: r = 15 or ≈ –16.27 ANSWER: r = 15 b) (365)r = (194)102102365194361890r r r r r ⨯+⨯+⨯=⨯+⨯-=By the quadratic equation: r = – 9 or 7 ANSWER: r = 751-17.Errata: The text has an error: 1480 should be 1460. This will be corrected in future printings.Noting the order of operations, first add (34)r and (24)r101010(34)34(24)24(34)(24)58r r r r r r r r r r =⨯+⨯=⨯+⨯+=⨯+⨯Now, multiply the result by (21)r101021(21)(58)10218⨯+⨯⨯⨯+⨯=⨯+⨯+r r r r r r Next, set the result equal to (1480)r and reorganize.21321321010218146161580⨯+⨯+=⨯+⨯+⨯⨯-⨯-⨯-⨯=r r r r r r r r r Finally, find the roots of this cubic polynomial. Solutions are: r = 8, – 1, – 1ANSWER: The chicken has 4 toes on each foot (half of 8).1-18.*a) (0100 1000 0110 0111)BCD = (4867)10= (1001100000011)2 b) (0011 0111 1000.0111 0101)BCD= (378.75)10=(101111010.11)21-19.*(694)10 = (0110 1001 0100)BCD (835)10=(1000 0011 0101)BCD1001 0100 +0011 +0101 1100 1001 +0110 +00001 001010011-20.*(a)101 1000111 1000Move R 011 1100 0 100 column > 0111Subtract 3 −0011011 1001 0Subtract 3 −001101 1001Move R 0 1100 110 100 column > 0111Subtract 3 −00110 1001 110Move R 0100 1110Move R 010 01110Move R 01 001110Move R 0 1001110 Leftmost 1 in BCD numbershifted out: Finished(b) 102101 1000011 1001 0111Move R 001 1100 1011 1 101 and 100 columns > 0111Subtract 3 −0011 -0011001 1001 1000 1Move R 00 1100 1100 01 101 and 100 columns > 0111Subtract 3 −0011 −001100 1001 1001 01Move R 0 0100 1100 101 100 column > 0111Subtract 3 −00110 0100 1001Move R 0010 0100 1101Move R 001 0010 01101Move R 00 1001 001101 100 column > 0111Subtract 3 −001100 0110 001101Move R 0 0011 0001101Move R 0001 10001101Move R 000 110001101 Leftmost 1 in BCDnumber shifted out: Finished 1-21.(a) 10210110011110001st Move L 1 1110002nd Move L 11 110003rd Move L 111 1000 100 column > 100Add 3 00111010 10004th Move L 1 0101 000 100 column > 100Add 3 00111 1000 0005th Move L 11 0000 006th Move L 110 00000 101 column > 100Add 3 00111001 0000 07th Move L 1 0001 00000 Least significant bit in binary number moved in:Finished(b) 103102101100011100101111st Move L 0 11100101112nd Move L 01 1100101113rd Move L 011 100101114th Move L 0111 0010111 100 column > 100Add 3 001161010 00101115th Move L 1 0100 0101116th Move L 10 1000 10111 100 column > 100Add 3 001110 1011 101117th Move L 101 0111 0111 101 & 100 columns > 100Add 3 0011 00111000 1010 01118th Move L 1 0001 0100 1119th Move L 10 0010 1001 11 100 column > 100Add 3 001110 0010 1100 1110th Move L 100 0101 1001 1 101 &100 columns > 100Add 3 0011 0011100 1000 1100 111th Move L 1001 0001 1001 Least significant bit in binary number moved in: Finished1-22.From Table 1-5, complementing the bit B6 will switch an uppercase letter to a lower case letter and vice versa.1-23.a) The name used is Brent M. Ledvina. An alternative answer: use both upper and lower case letters.0100 0010 B 0101 0010 R 0100 0101 E0100 1110 N 0101 0100 T 0010 0000 (SP)0100 1101 M 0010 1110 . 0010 0000 (SP)0100 1100 L 0100 0101 E 0100 0100 D0101 0110 V 0100 1001 I 0100 1110 N0100 0001 Ab) 0100 0010 1101 0010 1100 01010100 1110 1101 0100 1010 00000100 1101 0010 1110 1010 00001100 1100 1100 0101 0100 01000101 0110 1100 1001 0100 11100100 00011-24.1000111 G1101111 o01000001000011 C1100001 a1110010 r1100100 d1101001 i1101110 n1100001 a (Errata: This number appears as 110001, which would be “1”)1101100 l1110011 s0100001 !781-25.*a) (11111111)2b) (0010 0101 0101)BCD c) 011 0010 011 0101 011 0101ASCIId)0011 00101011 01011011 0101ASCII with Odd Parity1-26.a) U+0040 = 01000000b) U+00A2 = 11000010 10100010c) U+20AC = 11100010 10000010 10101100d)U+1F6B2 = 11110000 10011111 10011010 101100101-27.Binary Numbers from (32)to (47) with Odd and Even Parity1-28.Gray Code for Hexadecimal Digits1-29.(a) Wind Direction Gray CodeDirectionCode WordN 000 S 110 E 011 W 101 NW 100 NE 001 SW 111 SE0109(b) Wind Direction Gray Code (directions in adjacent order)DirectionCode WordN 000 NE 001 E 011 SE 010 S 110 SW 111 W 101 NW100As the wind direction changes, the codes change in the order of the rows of this table, as suming that the bottom row is “next to” the top row. From the table, the codes that result due to a wind direction change always change in a single bit.1-30.+The percentage of power consumed by the Gray code counter compared to a binary code counter equals:Number of bit changes using Gray code Number of bit changes using binary codeAs shown in Table 1-6, and by definition, the number of bit changes per cycle of an n-bit Gray code counter is 1 per count = 2n .Number of bit changes using Gray code = 2nFor a binary counter, notice that the least significant bit changes on every increment. The second least significant bit changes on every other increment. The third digit changes on every fourth increment of the counter, and so on. As shown in Table 1-6, the most significant digit changes twice per cycle of the binary counter.Number of bit changes using binary code 11222n n -+++(1)110221(21)122nni i n n i i ++==⎡⎤==-=--=-⎢⎥⎣⎦∑∑ % Power (1)210022n n +=⨯-。
计算机基础逻辑运算
计算机基础逻辑运算计算机基础逻辑运算是计算机科学中的重要概念，它是计算机进行数据处理和决策的基础。
逻辑运算是指根据一定的规则对逻辑命题进行推导和判断的过程。
在计算机中，逻辑运算主要涉及与、或、非三种基本逻辑运算符号，它们分别用符号“∧”、“∨”和“¬”表示。
与运算是指逻辑命题同时为真时，结果为真；或运算是指逻辑命题其中之一为真时，结果为真；非运算是指逻辑命题取反的运算。
这三种逻辑运算符号可以通过组合使用，构建更复杂的逻辑表达式。
在计算机中，逻辑运算是通过逻辑门电路实现的。
逻辑门电路是由逻辑门组成的电路，逻辑门是一种电子设备，能够根据输入信号的逻辑关系输出相应的逻辑结果。
常见的逻辑门有与门、或门、非门等。
通过逻辑门的组合和连接，可以构建出各种复杂的逻辑电路，实现不同的逻辑运算。
逻辑运算在计算机中的应用非常广泛。
例如，在程序设计中，逻辑运算常用于判断条件的真假，根据不同的条件执行不同的代码块。
逻辑运算还可以用于逻辑推理和证明，如在人工智能领域中，逻辑推理是实现智能决策和问题求解的重要方法。
除了基本的逻辑运算，计算机还能进行更复杂的逻辑运算，如位运算和布尔运算。
位运算是指对二进制数进行逐位的逻辑运算，常见的位运算有与运算、或运算、异或运算等，它们可以对数据的各个位进行操作。
布尔运算是指对布尔值进行逻辑运算，布尔值只有两个值，即真和假，布尔运算可以对多个布尔值进行逻辑运算，得出一个最终的逻辑结果。
逻辑运算在计算机科学中有着广泛的应用。
它不仅是计算机硬件实现的基础，也是计算机软件设计和算法分析的基础。
了解和掌握逻辑运算对于理解计算机工作原理和开发高效的程序非常重要。
此外，逻辑运算还与数学、哲学、语言学等学科密切相关，是这些学科中重要的研究对象之一。
总结起来，计算机基础逻辑运算是计算机科学中的重要概念，它涉及与、或、非三种基本逻辑运算符号，可以通过逻辑门电路实现。
逻辑运算在计算机中的应用非常广泛，不仅是计算机硬件实现的基础，也是计算机软件设计和算法分析的基础。
计算机逻辑基础知识点总结
计算机逻辑基础知识点总结一、逻辑与计算机逻辑是计算机科学的基础原理之一，它是计算机系统的核心。
逻辑是一种思维方式，是一种思考问题的方法，是一种对事物关系的认识和分析方法。
计算机逻辑包括了命题逻辑、谓词逻辑等，是计算机科学中最基础的知识之一。
二、命题逻辑命题逻辑是研究命题之间的关系的学问，它是逻辑学中的一种基本形式。
命题是一个能够用真或假表示的简单的陈述句。
命题逻辑就是处理这些命题的逻辑。
1. 命题逻辑的概念（1）命题：一个陈述句，可以用真或假表示，并且具有明确的意义的不可分割的陈述。
（2）复合命题：由一个或多个命题通过逻辑连接词组成的复杂命题。
（3）逻辑连接词：与、或、非、蕴含和等价。
2. 命题逻辑的基本运算（1）合取：取多个真命题的逻辑与。
（2）析取：取多个真命题的逻辑或。
（3）非：对一个命题的否定。
（4）蕴含：p→q，如果p成立，则q一定成立。
（5）等价：p↔q，p和q具有相同的真假值。
（6）命题的推理：逻辑连接词的运用和命题之间的关系。
3. 命题逻辑的证明（1）直接证明法：可以用一个分析都可以推出结论。
（2）间接证明法：反证法，假设命题的逆否命题或者对偶命题成立。
三、谓词逻辑谓词逻辑（predicate logic）也叫一阶逻辑，是处理复杂命题的一种逻辑。
与命题逻辑只处理简单命题不同，谓词逻辑可以处理对象、性质、关系等更为复杂的断言。
1. 谓词逻辑的概念（1）类型：谓词表示对象性质、关系及否定。
（2）量词：全称量词（∀）和存在量词（∃）。
（3）联结词：与（∧）、或（∨）、非（¬）、蕴含（→）、等价（↔）。
2. 谓词逻辑的基本运算（1）命题：由谓词和主词组成的有意义的陈述。
（2）开放式公式：含有变元的谓词表达式。
（3）关系：包括真值表、联结词、优先级规则。
3. 谓词逻辑的应用（1）推理：利用推理规则和公式化知识得出结论。
（2）知识表示：用谓词逻辑可以清晰精确地表示知识。
（3）语义网络：用谓词逻辑可以描述复杂的语义结构。
计算机基础逻辑运算
计算机基础逻辑运算计算机基础逻辑运算是计算机科学中非常重要的一部分，它涉及到计算机处理信息的核心机制。
逻辑运算是指基于逻辑判断进行的运算，它包括逻辑与、逻辑或、逻辑非等操作。
逻辑与运算是指对两个逻辑表达式进行运算，只有当两个表达式都为真时，结果才为真。
逻辑与运算可以用符号“&&”表示。
例如，表达式A && B表示A和B都为真时，结果为真，否则为假。
逻辑或运算是指对两个逻辑表达式进行运算，只要其中一个表达式为真，结果就为真。
逻辑或运算可以用符号“||”表示。
例如，表达式A || B表示A或B中有一个为真时，结果为真，否则为假。
逻辑非运算是指对一个逻辑表达式进行运算，将真变为假，将假变为真。
逻辑非运算可以用符号“!”表示。
例如，表达式!A表示A为真时，结果为假，A为假时，结果为真。
逻辑运算在计算机中被广泛应用。
在程序设计中，逻辑运算常用于控制程序的流程和判断条件。
通过逻辑与、逻辑或、逻辑非等运算，可以实现复杂的逻辑判断和逻辑控制。
除了基本的逻辑运算，计算机还可以进行位运算和比较运算。
位运算是指对二进制数据的每一位进行运算，常用的位运算包括与运算、或运算、异或运算等。
比较运算是指对两个数据进行比较，常用的比较运算包括等于、不等于、大于、小于等。
这些运算在计算机中被广泛应用于数据处理和算法设计中。
在计算机中，逻辑运算和其他运算一起构成了计算机的基本运算能力。
计算机通过逻辑运算和其他运算，可以进行复杂的数据处理和逻辑判断，实现各种各样的功能。
逻辑运算是计算机科学中的基础，对于理解计算机工作原理和设计计算机程序非常重要。
总结一下，计算机基础逻辑运算是计算机科学中非常重要的一部分。
逻辑运算包括逻辑与、逻辑或、逻辑非等操作，通过逻辑运算可以实现复杂的逻辑判断和逻辑控制。
逻辑运算在计算机中被广泛应用，是计算机的基本运算能力之一。
了解和掌握逻辑运算对于理解计算机工作原理和设计计算机程序非常重要。
数字电路设计大学计算机基础知识逻辑构建
数字电路设计大学计算机基础知识逻辑构建数字电路设计是大学计算机基础课程中的重要内容，它涉及到逻辑构建的各个方面。
本文将从数字电路设计的概念开始，逐步介绍数字电路的基本模块、逻辑门电路、时序逻辑电路、多路选择器和译码器等内容，旨在帮助读者深入了解数字电路设计的基本知识和逻辑构建的过程。
一、数字电路设计的概念数字电路设计是指利用逻辑门电路和其他数字电子元件来设计和实现各种数字电路的过程。
数字电路设计的目标是根据特定的功能需求，设计出满足要求的逻辑电路，并通过电子元器件的连接和组合，使其能够按照预定的逻辑运算规则和时序要求进行工作。
二、数字电路的基本模块数字电路由多个基本模块组成，其中包括逻辑门、触发器、多路选择器、加法器等。
这些基本模块是数字电路设计的基础，通过它们的组合和连接实现各种复杂的数字电路功能。
1. 逻辑门逻辑门是数字电路中最基本的元件，它能够对输入信号进行逻辑运算，并输出运算结果。
常见的逻辑门包括与门、或门、非门、异或门等。
通过逻辑门的组合和连接，可以构建出各种逻辑电路，如加法器、减法器、多路选择器等。
2. 触发器触发器是一种时序逻辑电路，在数字电路设计中起着重要的作用。
它可以存储和传递信息，并根据时钟信号进行状态变化。
常见的触发器包括RS触发器、D触发器、JK触发器等。
触发器的使用可以实现时序逻辑电路的设计，如时序计数器、时序比较器等。
3. 多路选择器和译码器多路选择器是一种能够按照控制信号选择输入信号的元件，它具有多个输入和一个输出。
译码器是一种数字电路，用于将输入的二进制数转换为相应的输出信号。
多路选择器和译码器在数字电路设计中具有重要的作用，它们能够完成各种信号的选择、转换和解码任务。
三、逻辑构建的基本原则在数字电路设计中，逻辑构建是一个重要的步骤，它要求设计者按照一定的规则和原则来完成。
以下是逻辑构建的一些基本原则：1. 模块化设计模块化设计是指将一个大的逻辑电路划分为若干个小模块，并对每个模块进行独立设计和测试。
计算机组成原理基础
计算机组成原理基础
计算机组成原理是研究计算机硬件和软件之间关系的学科。
它涉及到计算机的各个组成部分，包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
计算机组成原理的基础是数字电路和逻辑门电路的原理。
数字电路是计算机组成原理的基础，它使用二进制表示信息，通过逻辑门电路来实现各种功能。
逻辑门电路包括与门、或门、非门等，它们可以进行逻辑运算，并输出结果。
在计算机组成原理中，中央处理器（CPU）是核心部件。
它包括算术逻辑单元（ALU）、控制单元和寄存器等。
ALU负责
进行算术和逻辑运算，控制单元负责控制和协调计算机的各个部件，寄存器用于存储临时数据。
存储器是计算机的重要组成部分，用于存储数据和指令。
存储器分为主存储器和辅助存储器。
主存储器是计算机与外部设备进行数据交换的地方，它通常是随机存取存储器（RAM）。
辅助存储器是用于长期存储数据的设备，如硬盘、光盘等。
输入输出设备是计算机与外部世界进行信息交互的接口。
输入设备用于将外部数据转换为计算机可以识别的形式，如键盘、鼠标等。
输出设备用于将计算机处理后的数据转换为人类可以理解的形式，如显示器、打印机等。
计算机组成原理还涉及到指令周期、时钟频率、总线等概念。
指令周期是CPU执行一条指令所需要的时间，时钟频率是指
CPU中时钟发生的次数，在时钟周期内完成一次操作。
总线是计算机各个组件之间进行数据传输的通道。
计算机组成原理的研究对于理解计算机的工作原理和提高计算机系统性能具有重要意义。
它不仅涉及到硬件的设计和实现，也涉及到软件的编写和优化。
东大22春《计算机数字逻辑基础》在线平时作业1
1：1、可以有多个有效输入电平的编码器为
A、优先编码器
B、二一十进制编码器
C、二进制编码器
D、高有效编码器
答案：A
2：4、二进制数1101100的等值十进制数为
A、105
B、207
C、103
D、108
答案：D
3：多谐振荡器可产生。A.正弦波B.矩形脉冲C.三角波D.锯齿波
A、错误
B、正确
答案：A
32：单稳态触发器的暂稳态时间与输入触发脉冲宽度成正比。
A、错误
B、正确
答案：A
33：单稳态触发器特点之一是：有一个稳定状态和一个暂稳状态；
A、错误
B、正确
答案：B
34：3、、在时间上离散的物理量，称为数字量。
A、错误
B、正确
答案：A
35：24、若两个函数具有不同的逻辑函数式，则两个逻辑函数必然不相等。
A、错误
B、正确
答案：A
26：11、当用原码形式表示正数或负数时，最高位是符号位，“0”表示正数，“1”表示负数，其余各位表示数值部分。
A、错误
B、正确
答案：B
27：权电阻网络D/A转换器的电路简单且便于集成工艺制造，因此被广泛使用。
A、错误
B、正确
答案：A
28：28、对逻辑函数Y=A + B+ C+B利用代入规则，令A=BC代入，得Y= BC + B+ C+B = C+B成立。
A、错误
B、正确
答案：B
40：RAM由若干位存储单元组成，每个存储单元可存放一位二进制信息。
A、错误
B、正确
答案：B
计算机专业基础课程数字逻辑(必修课)
➢ 参考书
➢《数字逻辑学习与解题指南》 （第二版） 欧阳星明 主编 (华中科技大学出版社)
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
5
如何学好数字逻辑？
➢ 掌握课程特点
➢ 本课程是一门既抽象又具体的课程
➢在逻辑问题的提取和描述方面是抽象的，而在逻辑 问题的实现上是具体的。因此，学习中既要务虚， 又要务实。
例如：计算机组成原理、计算机系统结构、 微型机与接口、单片机原理及其应用、 数字系统设计自动化等。
硬件是软件运行必要环境
硬件设计是协同设计(co-design)重要手段之一
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
28
数字逻辑电路的种类和研究方法
➢ “数字逻辑”含义
研究数值的逻辑加工和运算的电路。
➢ 分类：
➢ 广泛阅读，拓宽知识面：通过阅读相关的参考书 籍，不仅能加深对所学知识的理解，而且能拓宽 知识面。有利于从更广度和深度加强对课程意义 的理解。
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
10
如何学好数字逻辑？
➢ 注重理论联系实际
➢ 将书本知识与工程实际统一：学习中注意书本知 识与工程应用存在的差别，将理论与实际统一。
数字逻辑电路
组合逻辑 时序逻辑
研究方法
同步逻辑电路 异步逻辑电路
分析 综合或逻辑设计
计算机专业基础课程数字逻辑（必修课）
29
二、数制
1、进位计数制 进位计数制的基本因素：基数和位权。
基数是指计数制中所有到的数字符号的个数。在基数 为R的计数制中，包含0、1、…、R－1共R个数字符号，进 位规律是“逢R进一、借一当R”，称为R进位计数制。
➢换而言之，逻辑电路的分析与设计具有较大的弹性 和可塑性。
计算机逻辑基础答案
计算机逻辑基础答案1、下列关于世界上第一台电子计算机ENIAC的叙述中，错误的是。
A、A) 它是l946年在美国诞生的B、B) 它主要采用电子管和继电器C、C) 它是首次采用存储程序控制使计算机自动工作D、D) 它主要用于弹道计算答案：是:D你选择的答案是：D√--------------------------------2、ENIAC问世后，冯·诺依曼(VonNeumann)在研制EDVAC计算机时，提出两个重要的改进，它们是。
A．B．C．D．答案：C--------------------------------3、计算机之所以能按人们的意图自动进行工作，最直接的原因是因为采用了。
A、A) 二进制B、B）高速电子元件C、C) 程序设计语言D、D）存储程序控制答案：D、存储程序控制--------------------------------4、下面哪一项不是计算机采用二进制的主要原因。
A、A) 二进制只有0和1两个状态，技术上容易实现B、B) 二进制运算规则简单C、C) 二进制数的0和1与逻辑代数的“真”和“假”相吻合，适合计算机进行逻辑运算D、D) 二进制可与十进制直接进行算术运算答案：D--------------------------------5、一般按照,将计算机的发展划分为四代。
A、A) 体积的大小B、B) 速度的快慢C、C) 价格的高低D、D) 使用元器件的不同答案：D) 使用元器件的不同--------------------------------6、目前，普遍使用的微型计算机所采用的电子元件是。
A、A) 电子管B、A) B) 大规模和超大规模集成电路C、C) 晶体管D、D) 中小规模集成电路答案：B--------------------------------7、根据定律，单块集成电路的集成度平均每18～24个月翻一番。
A、A) 牛顿B、B) 冯.诺依曼C、C) 戈登.摩尔D、D) 比尔.盖茨答案：戈登.摩尔--------------------------------8、电子计算机最早的应用领域是。
计算机基础知识(计算机的基本运算)
与运算符：
and 规则： 0 and 0=0； 0 and 1=0； 1 and 0=0； 1 and 1=1；
非运算符：
not 规则： not 0 = 1； not 1 = 0;
例如加法规则如下：
0+0＝0；1+0＝1；0+1＝1； 1+1＝10
二、基本逻辑运算
逻辑运算: 也称为两值运算，逻辑变量的取值和运算的结果
只有“真”、”假“两个值。 有三种基本的运算，假设用0表示“假”，1表示“真”：
或运算符：
or 规则： 0 or 0=0； or 1=1； 1 or 0=1； 1 or 1=1；
计算机的基本运算
计算机的计算分类： 一类是数值计算：例如函数计算、方程求
解、微分、积分、概率统计等。主要是通 过四则运算实现。 另一类是非数值计算：例如比较、排序、 查找、 逻辑推理等。主要是通过基本逻辑 运算实现。
一、 四则运算
1、所有的四则运算都可以用加法来实现。
乘法可以用连加实现； 减法也可用加法来做，例：6-2=6+(-2)； 除法可化成连减，最终用加法来实现。 2、二进制数的四则运算结果也是用0和1表示的二 进制数，详见P11-12。
逻辑与计算机设计基础课后答案及分析和实验
第二章布置习题参考解
2-1 用真值表验证XYZ=X+Y+Z 三变量DeMorgan定律
2-2 用代数化简来证明下列布尔方程的性质
a)
c)
2-3 用代数化简来证明下列布尔方程的性质
2-6 化简下列布尔表达式，使表达式中包含的因子最少
2-10
a)
c)
2-11
2-12
2-13
2-14
2-15
2-16
2-19
2-24
(a) 用两个三态缓冲器和一个非门实现函数H=XY+XZ。
(b) 用两个缓冲器和两个非门互联实现异或门。
2-33
(a) 把三个三态缓冲器的输出连在一起，增加一些逻辑（门）实现函数F=ABC+ABD+ABD C、D以及D是三态缓冲器的输入，A、B通过逻辑电路产生使能输入。
(b) 对于(a) 中设计的三态缓冲器的输出是不是没有冲突？如果不是，更改必要的设计，使设计的电路没有冲突。
上述设计没有三态输出冲突。
逻辑与计算机设计基础第五版课后答案chapter06
逻辑与计算机设计基础第五版课后答案Chapter066.1 填空题1.逻辑电路中，5个逻辑门包括与门、或门、非门、与非门和或非门。
2.组合逻辑电路是由逻辑门组成的。
3.子电路是由节点和逻辑门组成的。
4.逻辑门的输入端数称为其阶数。
5.卡诺图的横纵坐标是逻辑变量。
6.卡诺图上的每个矩形对应一个最小项。
7.复杂逻辑函数可以用几个较小的逻辑单元构成。
8.门电路可不断扩展到更复杂的逻辑电路。
9.简化布尔函数是优化逻辑电路的一种方法。
10.简化布尔函数可以减少电路中的逻辑门数量。
6.2 选择题1.LogicWorks软件包含设计逻辑电路所需的全部功能，以下哪个是LogicWorks的主要特点？A. 用户界面简洁易用，适合初学者使用。
B. 提供了强大的绘图工具和仿真工具。
C. 方便学生理解和掌握基本逻辑电路的设计方法。
D. 以上三项都是。
答案：D2.LogicWorks 是一个集成功能强大的绘图工具和仿真工具于一身的逻辑设计软件，它具有如下特点，除了__B__之外全部是（）。
A. 用户界面简介易用，适合初学者使用。
B. 它可以为学生编写和作业设计电路图。
C. 提供由身强大的仿真工具。
D. 方便学生理解和掌握基本逻辑电路的设计方法。
答案：B3.在 LogicWorks 软件中，可以通过输入“ EN ” 来实现一个与逻辑电路的启停。
假设“ EN ” 通入值为高电位则电路启动，“ EN ” 通入值为低电位则电路停止。
A. 对B. 错答案：A4.LogicWorks 中连接点上的箭头表示其状态，仅当断头朝上是高电平表示 1，断头朝下是低电平表示 0。
A. 对B. 错答案：B5.以下哪一项是LogicWorks软件中可以直接编辑数字逻辑电路的操作？A. 点击元件图形中每个连接点上方那一根看不见的电线就可以显示与进一步编辑节点的名称。
B. 在每个连接点上方那根看不见的线上点击鼠标右键可以弹出含有描述节点名称的对话框。
C. 鼠标左键只点击连接点上方的连线，可以改变该位的电平状态。
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第1章 计算机逻辑基础本章导读本书每章的导读与以往的任何教材都不一样，重在介绍学习方法。
因为作者在多年的人才招聘时发现，很多同学对理论知识的来龙去脉了解很少，只记住了一些知识点的结论。
不少同学做实验时，仅仅抱着应付了事的态度，抄写作业和实验报告的现象非常严重，事实证明他们在就业时都为此而付出了代价。
电类专业是一门实践性很强的学科，没有动手能力做支撑，很难做出好的科研成果，而 计算机智能控制技术的核心之一就是计算机逻辑设计。
如果你不希望在毕业时被用人单位拒绝，那么无论是上理论课还是做实验，则一定要提前做好预习并做到课后复习。
实证调查发现，优秀学生都是这样一步一个脚印走过来的，但很多人却做不到，希望引起大家的注意。
要尽快加入所在大学的“电子协会”和“大学生创新实验基地”等各种学生社团，主动发起成立大一分会本课程兴趣学习小组，由2人组成一个团队，便于相互之间交流并及时解决技术难题，合作完成相应的论文与制作。
充分利用周末、课余与寒暑假，学习计算机逻辑电路应用设计技术，并将电路图制作成实际的PCB 电路板，直至符合设计要求为止，通过“在做中学”达到理论与实践融会贯通的至高境界。
为了降低成本，可到电子市场购买一些“翻新”的集成电路完成制作。
每周至少举办一次内部专题技术讲座，演讲者必须严格按照文档的写作规范向协会提交论文，用于会员之间的学术交流，然后用PPT 向会员详细讲解，并当众演示制作成果。
利用五一、国庆、元旦以及学校举办的各种大型活动专门设摊展示会员的论文与作品，这是提高社团的号召力以及培养会员的自信心、团队意识、组织能力和演讲能力等综合素质的重要途径。
这些能力不是从天下掉下来的，但通过长期的积累是可以训练出来的。
开发工程师就象木工一样熟能生巧，必须有足够的实践经验才会有感觉，这是一个苦力活，没有任何捷径可走。
没有足够的实践经验，想成为高手是不可能的，只能纸上谈兵！1.1 基本计算机元器件1.1.1 电阻器1． 电阻的特性电阻器两端的电压（伏特）与流过它的电流（安培）成正比，即遵循欧姆定律：I R V ×= 或 R V I =式中，R 为电阻器的电阻值，单位是欧姆。
这一特性也可用如图 1.1(a)所示的伏安特性曲线来表示，图中横坐标表示电压，纵坐标表示电流，则电阻器的电压和电流之间呈线性关系。
电阻器两端的电压与流过它的电流的乘积为电阻所消耗的功率I V P ×=，该功率通过热能散发出去。
电阻器的功率是有限的，若在电路中电阻器所消耗的功率大于它的额定功率，则该电阻可能会被烧毁。
结论：电阻器两端电压与流过它的电流的比值为它的电阻值。
在应用中，电阻器所消耗的功率必须小于它的额定功率。
图 1.1 电阻的伏安特性曲线2． 色环电阻和贴片电阻色环电阻和贴片电阻都属于固定电阻。
在电路图中，固定电阻的表示方法如图 1.1 (b)所示。
如图 1.2(a)和(b)所示分别为色环电阻和贴片电阻的实物照片。
色环电阻中的“色环”是为了表示电阻值的大小，每种颜色所示的数值如表 4.1所示。
环电阻的读法为前2位为有效数字，第3位为10的次幂，第4位为误差。
例如“棕黑棕银”，表示电阻值为10×101=100欧姆，误差为10%；又例如“黄紫红金”，表示电阻值为47×102=4700欧姆，误差为5%。
五色环电阻的读法为前3位为有效数字，第4位为10的次幂，第5位为误差。
例如“橙白蓝红金”，表示电阻值为396×102=39600欧姆，误差为5%。
显然五色环电阻精确度比四色环电阻要高。
色环电阻是为了在电阻器安装后读取比较方便而设立的。
贴片电阻则因为只有一个安装方向，因此不必使用色环，直接在电阻安装的顶部打上数字即可表示其电阻值。
例如某贴片电阻顶部显示“103”，表示电阻值为10×103=10千欧。
3． 电位器与可变电阻如图 1.4(a)所示为电位器的电路符号。
1端和2端之间有一个固定的电阻值R p ，第3端为中心抽头，可在电位器上滑动，可改变R 13和R 23之间的电阻比，但始终确保有2313R R R P +=。
若将电位器的中心抽头与另外两端中的一端相连，如图 1.4(b)所示，则变成了一个可变电阻。
改变中心抽头的位置则可改变1、2端之间电阻值的大小。
如图 1.3所示为电位器的一种——多圈电位器的实物照片，用小起子旋动电位器上的螺丝，则改变了中心抽头的位置。
1.1.2 电容器1． 电容的结构和特性给导体加电位，导体就带上电荷。
但对于相同的电位，导体容纳电荷的数量却因它本身结构的不同而不同。
导体能够容纳电荷的能力称为电容。
通常，某导体容纳的电荷Q （库仑）与它的电位V （伏特，相对于大地）成正比，即有：图 1.2 色环电阻和贴片电阻 图 1.3 多圈电位器图 1.4 电位器与可变电阻V C Q ×= 所以 QC =C 就是该导体的电容量。
电容的单位是法拉（F ），F F 6101−=μ，F PF 12101−=。
如图 1.5(a)所示，在两块平行的金属板之间插入绝缘介质，且引出电极就成为了电容器。
它的电路符号见图 1.5(b)所示，分别为有极性电容和无极性电容。
若给电容器充电，电容器的两极板上就会积累电荷。
如图1.6(a)所示为给电容量为C 的电容器以恒定电流强度I 充电示意图。
假设电容器初始不带电荷，即它两端的初始电压等于零。
我们回忆电流的定义：电荷在导体内流动形成了电流，单位时间内流过导体横截面的电荷量称为电流强度，即有t QI =，则 t I Q ×=又因在电容器中有V C Q ×=，故 V C t I ×=× 所以 t C I V =即电容量为C 的电容器在恒定电流强度I 的作用下，两端电压V 随时间t 线性上升，上升曲线如图1.6(b)所示。
电容器两端的电压越高则所容纳的电荷就越多，即储能就越大。
但电容器两极板间绝缘介质的耐电强度是有限的，若两极板间的电场强度太高，就可能将绝缘介质击穿，从而使电容器短路。
因此在应用中要兼顾电容器的耐压。
结论：电容器在电路中有容纳电荷的作用，也即存储能量的作用。
电容器存储能量是需要时间的，因此电容器两端电压不能突变。
且电容量越大，可存储的能量就越多。
电容器最重的两个参数是它的电容量和耐压。
2． RC 充放电回路图1.7(a)所示电路是以一个RC 充放电回路示意图。
假设电容器两端的初始电压为零，开关K 与1端接通的瞬间，电源通过电阻R 对电容器充电，此时电容器的充电电流为最大E/R ，若持续以这个电流充电，则V C 的上升曲线是一条线性的直线，如图1.7(b)中的虚线所示。
但是因在整个充电过程中充电电流为()R V E I C C −=，故随着V C 的上升，充电电流强度I C 逐渐减小，则V C 上升的幅度也逐渐变小，直到上升至电源电压E ，同时充电电流为0。
这样使实际的V C 上升曲线如图1.7(b)所示。
V C 是按指数规律上升的，它随时间t 变化的表达式为：图 1.5 电容器的结构和符号图1.6 给电容器恒流充电图1.7 RC 充放电回路)1()(τt C e E t V −−=其中RC =τ，为时间常数。
可以看出串联电阻R 越大，充电电流就越小，则充电时间就越长；电容量C 越大，所需要的电荷就越多（即储能越多），充电时间也就越长。
当电容充满电后，V C 等于E 。
此时开关K 与2端接通，则电容器通过R 放电，放电电流为R V I C D =，V C 逐渐降低。
在接通2端的瞬间，放电电流为最大R E I D =，但随着VC 的降低，放电电流也逐渐降低，直至V C 为0V ，放电电流也为0。
这样以来，电容放电时VC 的下降曲线如图1.7(c)所示。
V C 也是按指数规律下降的，它随时间t 变化的表达式为：τt C Ee t V −=)(3． 电容的容抗在电路中电容有一个很重要的作用，就是通交流、隔直流。
若一个直流电压加在电容的一端，则电容稳定后（即充放电过程完成后），在电容的另一端不能感受到这个电压，即直流被隔开，这一点我们从RC 充放电回路也可以看出来；若输入V i 是一个交流信号，则V o 会输出同频率的交流信号，且输入交流信号频率越高，输出V o 的幅度就越大，即交流信号通过了这个电容。
其实我们可以这样来理解，交流信号的幅度和方向都是随时间变化的，而电容对电压的反应是有隋性的，即它两端的电压不能突变。
当电容器一个极板的电位随输入信号变化较快时，电容器两端的电压变化较慢，则引起它的另一个极板的电位也跟着以同样的方式变化。
这样以来，虽然有一些损失（电容两端电压毕竟变化了一点），但也相当于交流信号通过了这个电容器。
而且，输入信号变化的越快（即频率越高），电容器容量越大（即它两端的电压变化越慢），就越容易通过。
在电路中，电容器C 对信号的容抗为：C f X C ××=π21式中f 为信号的频率，单位为赫兹，容抗X C 的单位为欧姆。
4． 电容的滤波作用利用电容的特性我们可以制作滤波器。
如图 1.8 (a)所示的电路就是一个高通滤波器，即输入信号频率越高则越容易通过，频率越低越不容易通过，不允许直流通过，这样就可滤除信号中的低频率成份。
相反图 1.8 (b)所示的电路则是一个低通滤波器，它可以滤除信号中的高频成份。
5． 常用电容器的分类λ 铝电解电容铝电解电容为有极性电容，在电路中它的“+”极必须要接电位较高的一端。
它的实物照片如图 1.9(a)所示。
优点：容量大，能耐受大的脉动电流。
缺点：容量误差大，泄漏电流大；普通电解电容器不适于在高频和低温下应用，不宜使用在25kHz 以上频率。
图 1.8 滤波器电路 (a)高通滤波器 (b)低通滤波器用途：低频旁路、信号耦合、电源滤波。
λ 钽电解电容钽电解电容也为有极性电容。
实物照片如图1.9(b)所示。
优点：温度特性、频率特性和可靠性均优于普通电解电容器，特别是漏电流极小，寿命长，容量误差小，而且体积小，单位体积下能得到最大的电容电压乘积。
缺点：对脉动电流的耐受能力差，若损坏易呈短路状态，价格较高。
用途：在许多场合可替代铝电解电容，用于超小型高可靠性设备中。
λ 单片陶瓷电容是目前用量较大的电容。
实物照片如图 1.9(c)所示。
优点：温度和频率稳定性都很好，损耗低，寿命长。
缺点：不能做成大容量电容。
用途：高频滤波、振荡和耦合等。
1.1.3 电感器1． 电感器的结构和特性将一根导线绕在磁芯上就是一个电感器，如图 1.10(a)所示。
若使这个电感器流过一个电流I （安培），则在它的周围将产生磁通量Φ（韦伯）。
磁通量的大小与电感器所流过的电流成正比：I L N ×=×φ 所以 I N L φ×=式中N 为线圈的匝数，L 称为该电感器的电感量，单位为亨利（H ）。