2021年湖北自考數字邏輯課程考試大綱

I．課程性質與設置目的
1．課程性質和特點

    數字邏輯屬計算機科學與工程（類）本科重要的專業基礎課，本課程的目的是使學生了解和熟悉從對數字系統提出要求開始，一直到用集成電路實現所需邏輯功能為止的整個過程。熟練掌握數字系統邏輯設計的理論和方法，對于從事計算機研制、開發和應用的科技工作者來說是十分必要的。課程的主要內容包括開關理論基礎、邏輯門電路、組合邏輯、時序邏輯、ISP技術、數字系統等，它跟蹤計算機元器件的發展腳步，介紹新型元器件的基本技術，為后續計算機硬件類課程打下基礎，也為深入理解計算機的工作原理提供理論及實踐基礎。

2．課程要求
    通過本課程的學習，應考者應掌握數字邏輯設計的基本理論和方法、數字邏輯電路的一般原理以及數字邏輯電路的新發展。本課程的核心是學生必須學會數字邏輯電路的基礎知識，掌握數字邏輯電路設計和分析的方法步驟，在此基礎上能夠使用常用的實驗素材進行同步時序邏輯電路的設計。掌握集成門電路，觸發器和組合邏輯電路等實用性較廣的功能部件，為將來實踐工作打下堅實的基礎。本課程涉及到數學，邏輯學和電子學相關的知識，理論性比較強。
3．與本專業其它課程的關系
    本課程在計算機應用專業的教學計劃中被列為專業基礎課，其先修課程為普通物理、模擬電子技術和離散數學，后續課程為計算機組成原理、計算機接口技術等硬件課程。數字邏輯作為一門承上啟下的基礎課程，地位相當重要。本課程的重點是研究數字系統中各種邏輯電路分析與設計的基本方法；難點是各種大中型芯片的分析和組合設計。
II．課程內容與考核目標
第一章  基本知識
一、學習目的與要求
了解數字系統的概念、模擬信號與數字信號的特點；重點掌握二進制、八進制、十進制、十六進制數的計數規律及相互轉換，理解機器數的原碼、反碼、補碼三種代碼表示及相關轉換，理解三種常用BCD碼與十進制數的關系及各自特點，以及Gray碼、奇偶檢驗碼、字符編碼的作用、特點和編碼的原理。
二、考核知識點與考核目標
第一節 概述（一般）
1）識記：（1）數字系統的特征；
         （2）數字邏輯電路的類型和研究方法。
第二節 數制及其轉換（重點）
1）識記：進位計數制、進位計數制的兩個基本因素、二進制數的運算規則。
2）簡單應用：數制之間的相互轉換。
第三節 帶符號二進制數的代碼表示（次重點）
1）領會：原碼、反碼、補碼。
2）簡單應用：三種碼制之間的轉換
第四節 幾種常用的編碼（一般）
1）識記：十進制數的二進制編碼、常用的3種BCD碼。
2）領會：（1）可靠性編碼；
        （2）字符編碼。
第二章  邏輯代數基礎
一、學習目的與要求
了解邏輯代數中有關邏輯變量，邏輯運算、邏輯函數、最小項和最大項等基本概念；熟練掌握邏輯代數的5條公理、8組定理及三條重要規則；熟悉邏輯函數表達式的不同形式與變換；重點掌握邏輯函數的代數化簡法和卡諾圖化簡法。
二、考核知識點與考核目標
第一節 邏輯代數的基本概念（一般）
1）識記：邏輯代數中的公理。
2）領會：（1）邏輯變量及基本邏輯運算；
        （2）邏輯函數及邏輯函數間的相等；
        （3）邏輯函數的表示法。
第二節 邏輯代數的基本定理和規則（次重點）
1）識記：邏輯代數中的基本定理及規則。
2）領會：（1）基本定理；
        （2）重要規則；
        （3）復合邏輯。
第三節 邏輯函數表達式的形式與變換（次重點）
1）識記：邏輯函數表達式的基本形式。
2）領會：邏輯函數表達式的標準形式。
3）簡單應用：邏輯函數表達式的轉換。
第四節 邏輯函數的化簡（重點）
1）簡單應用：（1）代數化簡法；
             （2）卡諾圖化簡法。
第三章  集成門電路與觸發器
一、學習目的與要求
了解數字集成電路的類型、分類依據、以及在數字系統中半導體器件工作的開關特性；重點掌握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；了解觸發器基本結構和工作原理，熟練掌握基本R-S觸發器和四種常用時鐘控制觸發器的邏輯符號、功能表，次態方程、激勵表以及使用方法。對邏輯門電路的內部結構和工作原理只要求作一般了解。
二、考核知識點與考核目標
第一節 數字集成電路的分類（一般）
1）識記：數字邏輯電路的各種分類方法。
第二節 半導體器件的開關特性（一般）
1）：識記（1）晶體二極管的開關特性；
         （2）晶體三極管的開關特性。
第三節 邏輯門電路（重點）
1）識記：（1）常用基本門電路的邏輯符號及表達式；
        （2）TTL集成邏輯門電路、CMOS集成邏輯門電路的各自的特點。
2）領會：（1）TTL集成邏輯門電路的主要外部特性參數；
        （2）正邏輯和負邏輯的概念；
        （3）兩種特殊的門電路的特點及應用。
第四節 觸發器（重點）
1）識記：（1）觸發器的基本特點、邏輯功能及觸發器的分類；
        （2）基本R-S觸發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器（R-S、J-K、D、T觸發器）的邏輯符號及其邏輯功能的描述。
2）領會：（1）幾種常用的時鐘控制觸發器的工作原理相互轉換；
         （2）不同類型的時鐘控制觸發器相互轉換方法。
實驗一、集成電路測試：集成邏輯門的主要參數測試和功能測試，集成觸發器功能測試。
第四章  組合邏輯電路
一、學習目的與要求
    了解組合邏輯電路的定義、結構和特點；重點掌握組合邏輯電路分析和設計的基本方法；能熟練運用邏輯代數這一數學工具，借助真值表，卡諾圖等對各種設計問題進行邏輯描述和簡化，并挑選合適的邏輯門電路完成滿足設計要求的電路設計；了解實際電路中由于時延問題而引發的競爭現象以及險象的產生。
二、考核知識點與考核目標
第一節 組合邏輯電路分析（重點）
1）識記：（1）組合邏輯電路的基本特點；
         （2）組合邏輯電路分析的一般步驟；
2）簡單應用：會對組合邏輯電路進行分析。
第二節 組合邏輯電路設計（重點）
1）識記：（1）邏輯綜合的概念；
         （2）組合邏輯電路設計的一般步驟。
2）簡單應用：（1）會設計一些簡單的組合邏輯電路；
             （2）會對設計中遇到的一些實際問題進行處理。  
3）綜合應用：多輸出函數的組合邏輯電路的設計
第三節 組合邏輯電路的險象（次重點）
1）識記：險象的產生的原因及消除的方法。
2）簡單應用：會對險象進行判斷；
實驗二、組合邏輯電路：舍入與檢測電路的設計，全加/全減器設計。
第五章  同步時序邏輯電路
一、學習目的與要求
    了解時序邏輯電路的定義，結構、特點和分類；重點掌握同步時序邏輯電路分析與設計的基本方法和步驟，能熟練運用狀態表、狀態圖、隱含表、合并圖等工具完成同步時序邏輯電路的分析與設計；要求能正確使用邏輯門和觸發器構造出實現指定功能的同步時序邏輯電路。本章難點是形成原始狀態圖、狀態化簡及確定激勵函數的最簡表達式。
二、考核知識點與考核目標
第一節 時序邏輯電路概述（次重點）
1）識記：（1）時序邏輯電路與組合邏輯電路的區別；
        （2）描述時序邏輯電路邏輯功能的主要方法。
2）領會：（1）時序邏輯電路的結構特征；
        （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 同步時序邏輯電路分析（重點）
1）識記：同步時序邏輯電路分析的一般方法和步驟。
2）簡單應用：會對同步時序邏輯電路進行分析。
第三節 同步時序邏輯電路設計（重點）
1）識記：同步時序邏輯電路設計的一般方法和步驟；
2）領會：同步時序邏輯電路設計步驟的各個環節，熟悉各環節中的處理方法，為綜合應用部分奠定基礎。
綜合應用：