数字电子技术·第2版/高等学校应用型特色规划教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张雪平，赵娟，李双喜，张玉芝，许振伟 ... 著

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• 数字电子技术
• 电子技术
• 应用型教材
• 高等教育
• 电子工程
• 电路分析
• 数字电路
• 模拟电路
• 教材
• 第2版

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302449287

版次：2

商品编码：12013125

包装：平装

丛书名： 高等学校应用型特色规划教材

开本：16开

出版时间：2016-11-01

用纸：胶版纸

页数：352

字数：533000

编辑推荐

数字电子技术作为一门技术基础课，是计算机信息类、电子类、仪器仪表类、机电类等专业的必修课。随着电子科学技术的飞速发展，电子计算机和集成电路获得了广泛的应用，电子技术的发展对科学技术、国民经济和国防各个领域的影响日益深入，数字电子技术的知识、理论和方法在相关专业的地位越来越重要。

　　EDA技术、大规模集成电路，特别是可编程逻辑器件的高速发展，对数字电子技术课程的教学内容提出了更高的要求。为适应科学技术的发展和社会对人才培养的要求，本书在第1版的基础上对教学内容进行了调整和充实，精简了分立元件部分，增强了集成逻辑器件的内容，教学重点也从逻辑电路分析转向逻辑电路设计和集成芯片的应用。本书突出了以下几个方面。

　　(1) 将重点放在基本概念和基本方法上。尽管LSI、VLSI已成为数字系统的主体，但中、小规模集成电路仍不失其基础地位，为此，本书仍以集成电路的基础理论、基本电路、基本分析方法与设计方法为重点。

　　(2) 突出方法，适应发展。本书重点介绍通用系列集成电路的基本原理及特性，略去其内部复杂电路及分析，侧重器件的逻辑功能及输入、输出电气特性，使学生能以此为基础进行实际工程设计与应用。

　　(3) 为适应电子技术的飞速发展，本书引入了EDA技术的基础知识，在介绍VHDL语言和Multisim 10.0软件的基础上，对主要章节的电路采用VHDL语言描述并用Multisim软件仿真，使读者在微型计算机上能够对典型电路进行功能验证，为后续数字系统设计课程的学习打下必要的基础。考虑到不同学校的需要，这部分作为选学内容，以"*"号标出。

　　(4) 近年来，集成电路理论与设计、集成工艺、电子技术应用等都有很大的发展与突破，本书突出了CMOS电路，增强了CPLD、FPGA等一类新型可编程逻辑器件的内容。

　　(5) 为便于读者加深理解，本书中针对重点、难点内容都设有相应的例题，每章均安排有小结、思考题、习题，力求做到通俗易懂，便于教学。

　　(6) 书中各部分内容均从基本概念入手，提供学习数字电子技术的基本电路、分析方法、设计方法，通过具体的电路系统加以总结和归纳，从而培养学生分析问题、解决问题的能力。

　　本书可作为高等院校电气信息类、电子信息类、仪器仪表及其他相近专业的本科生教材或教学参考书使用，也可供有关工程技术人员参考使用。

内容简介

　　本书是根据教育部学科专业调整方案和电类各专业人才培养新模式的需求而编写的。本书系统地介绍了数字电子技术的基础知识，包括数字电路基础、门电路、组合逻辑电路、常用组合逻辑器件、时序逻辑电路、常用时序逻辑器件、可编程逻辑器件、脉冲波形的产生和整形电路、数-模转换器和模-数转换器、数字系统设计基础等内容。
　　本书概念清楚，内容先进、实用，在系统介绍基础知识的基础上，突出逻辑器件功能及应用，还对EDA的基础知识作了介绍。每章均安排小结、思考题和习题，力求做到通俗易懂，便于使用。
　　本书可作为高等院校电气信息类、电子信息类、仪器仪表类及其他相近专业的本科生教材或教学参考书使用，也可供有关工程技术人员参考使用。

内页插图

目录

绪论 1
第1章 数字电路基础 5
概述 5
1.1 数制和码制 5
1.2 逻辑代数基础 17
*1.3 EDA技术基础 45
小结 53
思考题 53
习题 54
第2章 门电路 56
概述 56
2.1 逻辑门电路中的开关器件 57
2.2 分立元件门电路 62
2.3 TTL门电路 64
2.4 CMOS门电路 84
*2.5 门电路的VHDL描述及其仿真 96
小结 99
思考题 99
习题 100
第3章 组合逻辑电路 106
概述 106
3.1 组合逻辑电路的分析 106
3.2 组合逻辑电路的设计 109
3.3 组合逻辑电路中的竞争与冒险 111
*3.4 组合逻辑电路的VHDL描述
及其仿真 115
小结 117
思考题 118
习题 118
第4章 常用组合逻辑器件 120
概述 120
4.1 编码器和译码器 121
4.2 数据选择器和数据分配器 132
4.3 加法器和数值比较器 135
4.4 中规模集成电路实现组合逻辑
函数 141
小结 145
思考题 145
习题 146
第5章 时序逻辑电路 149
概述 149
5.1 触发器 151
5.2 时序逻辑电路状态的描述 163
5.3 时序逻辑电路的分析方法 167
5.4 时序逻辑电路的设计方法 171
5.5 时序逻辑电路的竞争与冒险 179
*5.6 时序逻辑电路的VHDL描述及其
仿真 182
小结 186
思考题 187
习题 187
第6章 常用时序逻辑器件 191
概述 191
6.1 寄存器和移位寄存器 192
6.2 计数器 198
6.3 顺序脉冲发生器 215
6.4 常用时序逻辑器件的应用 217
小结 222
思考题 222
习题 223
第7章 可编程逻辑器件 226
概述 226
7.1 可编程逻辑器件的发展 227
7.2 可编程逻辑器件的结构和表示
方法 228
7.3 存储器 231
7.4 PLA 236
7.5 GLA 241
7.6 EPLD 245
7.7 CPLD 248
7.8 FPGA 258
7.9 可编程逻辑器件的开发流程 264
小结 266
思考题 267
习题 267
第8章 脉冲波形的产生和整形电路 269
概述 269
8.1 555定时器 270
8.2 施密特触发器 272
8.3 单稳态触发器 277
8.4 多谐振荡器 283
小结 288
思考题 289
习题 289
第9章 数-模转换器和模-数转换器 293
概述 293
9.1 D/A转换器 294
9.2 A/D转换器 303
小结 312
思考题 312
习题 313
第10章 数字系统设计基础 317
概述 317
10.1 数字系统设计方法 317
10.2 数字系统设计实例 322
小结 328
思考题 328
习题 329
附录 330
附录1 数字系统设计的VHDL文件 330
附录2 基本逻辑单元图形符号
对照表 338
附录3 常用数字系统名词中英文
对照表 340
参考文献 343

精彩书摘

第2章 门 电 路

【教学目标】

　　通过本章的学习，熟悉数字电路中常用开关器件(二极管、三极管与场效应管)的开关特性，了解分立元件逻辑门电路的一般结构和逻辑功能。重点掌握CMOS与TTL集成逻辑门电路的结构、工作原理与性能。在此基础上全面掌握集成逻辑门的使用方法，为后续进行数字电路分析与设计打下基础。

　　

　　本章首先介绍三种器件的开关工作特性以及用三种器件组成的基本逻辑门电路的逻辑功能。2.3节和2.4节分别介绍目前广泛使用的TTL门电路和CMOS门电路，重点讨论两种逻辑电路的外部特性，为实际使用这些器件打下必要的基础。本章系统讲述了数字电路的基本逻辑单元电路--门电路，包括与门、或门、非门、与非门、或非门、与或非门、异或门、三态门、OC门、OD门等，它们属于小规模集成电路。

概 述

　　在数字系统中，目前广泛使用了半导体集成电路。数字集成电路是采用外延生长、光刻、氧化物生成及离子注入等技术，将晶体管、电阻、电容等元件和内部电路连线一起做在一块半导体基片上构成的完整的电路单元。它通常封装在外壳内，做成独立的器件。其中，用以实现基本逻辑运算和复合运算的单元电路称为门电路。

　　数字集成电路按其内部有源器件的不同可以分为两类：一类是绝缘栅场效应管集成电路，或称金属-氧化物-半导体(MOS)集成电路；另一类是双极型晶体管集成电路，又称晶体管-晶体管(TTL)集成电路。如同样是与非门，有CMOS与非门和TTL与非门之分，它们的逻辑功能是一样的，但其特性参数有差异。目前两类产品在市场上都有大量供应，因此分析这两类门电路特性参数的目的是在实际使用门电路时，能根据实际要求正确、合适地选择和使用它们。MOS集成电路的优点是集成度高、功耗低；TTL集成电路的优点是工作速度快、驱动能力强，缺点是功耗大、集成度较低。

　　数字集成电路按其集成度可分为：小规模集成电路(Small Scale Integration，SSI)，集成10～20个元件(10～20个等效门)；中规模集成电路(Medium Scale Integration，MSI)，集成100～1000个元件(20～100个等效门)；大规模集成电路(Large Scale Integration，LSI)，集成1000～10000个元件(100～1000个等效门)；超大规模集成电路(Very Large Scale Integration，VLSI)，集成10000个元件(1000个等效门)以上。目前超大规模集成电路基本上都是MOS集成电路，其工作速度不断提高，并且已经接近双极型集成电路的工作速度。

　　数字电路中，用高、低电平分别表示二值逻辑的1和0两种逻辑状态，这是逻辑电路中的"正逻辑"；如果反过来用高、低电平分别表示二值逻辑的0和1两种逻辑状态，则称为逻辑电路的"负逻辑"。如无特殊说明，本书将一直采用正逻辑。如何将连续的电压量变成分立的两个值呢？可取定一个分界电平，即门槛电平，大于称为高电平，小于则称为低电平。由于在分界处附近电路容易受干扰信号作用而不稳定，因此应该是一个范围而不是一个值。在电路实际工作中，只要能区分出高、低电平，就可以知道它所表示的逻辑状态，故高、低电平都有一个允许的范围。同时，高、低电平也不是无限高或者无限低的，通常高电平不能高于正的电源电压，低电平不能低于地电平，如图2.1所示。正因为如此，数字电路无论是对元器件参数精度的要求还是对供电电源稳定度的要求，都比模拟电路低一些。或者说这是数字电路比模拟电路相对稳定的原因之一。

　　可以用互补开关电路来获得高、低输出电平，如图2.2所示。图2.2中，开关S1和S2由半导体三极管组成，只要能通过输入信号控制三极管工作在饱和导通和截止两个状态，即可以起到开关的作用。在图2.2所示电路中，两个开关S1和S2的通断虽然受同一个输入信号的控制，但是它们的开关状态相反。若输入信号使S1导通，则S2为截止状态，输出信号为高电平；若输入信号使S1截止，则S2为导通状态，输出信号为低电平。可见，电路中总有一个开关是断开的，所以电路中始终没有同时通过S1和S2的电流，电路功耗非常小。因此，这种互补式开关电路在数字集成电路中得到了广泛应用。

图2.1 高、低电平及正逻辑与负逻辑

图2.2 获得高、低电平的开关电路

　　

2.1 逻辑门电路中的开关器件

　　由图2.1可知，输入电压与逻辑值的关系是非线性的，所以可选择二极管、三极管及场效应管等非线性元件实现基本逻辑功能。对于理想开关，当开关闭合时，开关电阻，开关电压；当开关断开时，，经过开关的电流；电路转换所用时间。本节讨论二极管、三极管以及MOS管等电子器件的开关特性。

2.1.1 二极管及其开关特性

1. 二极管的开关状态

　　半导体二极管相当于一个受外加电压控制的开关，当外加一定的正向电压时导通，外加反向电压时截止，其伏安特性曲线如图2.3所示。二极管处于正向导通区时相当于开关的导通状态，二极管处于反向截止区时相当于开关的截止状态。用二极管代替图2.2中的开关S1，可以得到如图2.4所示的二极管开关电路。

图2.3 二极管的伏安特性曲线

图2.4 二极管开关电路

　　假定输入信号的高电平，低电平，二极管VD导通时的正向电阻为，反向内阻为无穷大。当时，VD截止，输出电平；当时，VD导通，，这里假设使用了硅二极管，取其导通电压为0.7 V，则V。

　　可见，用输入电平信号的高、低电平可以控制二极管的开关状态，从而在输出端得到相应的高、低电平信号。在上面的分析中，假定VD的反向内阻为无穷大，但是从二极管伏安特性曲线中可以看出，加反向电压时会有微弱的漏电流流过二极管，因此开关截止时的电阻不是无限大。另外，正向导通时的电阻往往也不能忽略。

2. 二极管的反向恢复时间

　　电路状态发生转换时，即加到二极管两端的电压突然反向时，电路状态不能瞬间改变。如图2.5所示，外加输入反向电压突然变成正向时，要等到PN结内建立起足够的电荷梯度后才开始有扩散电流形成，所以正向导通电流的建立要滞后一些。而当输入正向电压突然变成反向时，由于PN结中还有一定数量的存储电荷，所以有较大的瞬态反向电流，随着存储电荷的消散，反向电流迅速衰减并趋近于稳态时的反向漏电流。图2.5中的反向电流脉冲反映了这一特性。瞬态反向电流的大小和持续时间的长短与正向导通时电流的大小、反向电压的大小、外电路电阻的阻值大小以及二极管本身的特性有关。

　　反向电流持续的时间用反向恢复时间表示，同时也是二极管作为开关使用时的开关时间。定义为反向电流从其峰值衰减到峰值的十分之一所经过的时间，通常在几纳秒以内。

2.1.2 三极管及其开关特性

　　三极管有三种工作状态：截止、放大和饱和。在数字电路中常常使三极管处在截止或者饱和导通状态。

1. 三极管的开关状态

　　NPN型双极型晶体三极管的共射极接法如图2.6(a)所示，其输出特性曲线如图2.6(b)所示。作为开关使用时，三极管往往工作在截止区和饱和区。

　　　　　　　　　　　　(a) 共射极接法 (b) 三极管输出特性曲线

图2.6 三极管电路及输出特性

　　当输入信号足够大使得三极管处于饱和导通状态时，集射极之间的电压非常小，按硅管计算，一般不超过0.3 V，此时输出端电压=V，即输出低电平。当输入信号比较小使得三极管处于截止状态时，c、e间截止，集电极电流为零，所以=V，即输出高电平。

　　在电路中选取适当的电压、电阻参数，使三极管处于开关状态。三极管的截止状态是指基极和射极之间的电压小于PN结导通电压0.7 V(以硅管为例)，集电结和发射结都反向偏置的状态，此时，；三极管的饱和导通状态是指V，而且集电结和发射结都处于正向偏置的状态，此时(是三极管的放大倍数)；放大状态是介于截止和饱和状态之间的第三种状态，当V，即发射结正向偏置，但集电结反向偏置时，，，数字电路中往往不使用此状态。除此之外，在某种特殊的情况下，可能出现发射结反向偏置、集电结正向偏置的状态，称为三极管的"倒置"状态，相当于c、e端互换，此时(是倒置状态的放大倍数，通常为0.01～0.02)，。

2. 三极管的开关时间

　　当三极管处于截止区时，b端和c端、c端和e端间没有电流，相当于两个断开的开关；当三极管处于饱和导通区时，b端和c端经过一个PN结导通，c端和e端之间电压很小，相当于短路，因此可以看作一个闭合开关。

　　三极管可以看作两个背对背的PN结，当图2.6(a)中的电路的状态发生瞬间变化时，由于PN结内电荷的建立和消散都需要一定的时间，所以集电极电流的变化将滞后于的变化，，因此的变化滞后于的变化，如图2.7所示。

　　定义从输入正脉冲作用的瞬间开始到集电极电流上升到0.9所需的时间为开关的开启时间。这里为集电极电流的最大值，若三极管导通后处于饱和区，则就是集电极饱和电流。定义从输入正脉冲结束的时刻到下降到0.1所需的时间为开关的关闭时间。

　　和时间的长短与三极管本身的特性有关，也与三极管的使用情况有关，正向基极电流越大，越短，但同时将使三极管饱和程度加深，加长。

2.1.3 MOS管及其开关特性

　　三极管中参与导电的载流子有两种。少数载流子的漂移运动受到光照、温度及辐射的影响较大，故其温度特性较差。MOS管是一种单极型半导体器件，内部只有一种载流子，即多子进行导电。多子受光照、温度及辐射等外部因素的影响较小，故其温度特性较好。本节介绍MOS管及其开关特性。

1. MOS管的分类

　　MOS管按其沟道和工作类型可分成四种：N沟道增强型、N沟道耗尽型、P沟道增强型、P沟道耗尽型。

　　1) N沟道增强型

　　图2.8(a)所示为N沟道增强型场效应管的结构图。在一个P型材料制成的衬底上，做两个高掺杂的N型扩散区，并引出两个端子，分别叫作源极(S)和漏极(D)。衬底的上表面做一层SiO2绝缘层，其上引出一个端子，叫作栅极(G)。由于栅极和其他极之间都是绝缘的，因此又叫作绝缘栅型场效应管。没有外加电压时源极和漏极之间没有导电沟道，因此没有电流存在。当在栅极和源极之间加上一定大小的电压时，开始在漏极和源极之间产生导电沟道，随着正栅极电压的增加，导电沟道扩大(增强)，故称为N沟道增强型场效应管。导电沟道刚刚形成时对应的栅极电压称为开启电压。由于N沟道增强型管沟道中的载流子是电子，迁移率较高，工作速度较快，所以目前其应用十分广泛。

　　2) N沟道耗尽型

　　图2.8(b)所示为N沟道耗尽型场效应管的结构图。与上述增强型NMOS管相同，N沟道耗尽型MOS管的衬底也是P型，漏区和源区是N型，不同的是，在没有外加电压时就有导电沟道存在。当在栅极和源极之间加上负向电压时，N型导电沟道变浅；当栅极负向电压达到一定数值时，能够将电子导电沟道全部耗尽，此时MOS管不再导通，故称为N沟道耗尽型MOS管。导电沟道刚刚耗尽时的栅极电压称为夹断电压。

图2.8 NMOS管的结构图及逻辑符号

　　

3) P沟道增强型

　　图2.9(a)所示为P沟道增强型场效应管的结构图。在N型衬底上扩散两个P型的漏区和源区，在栅压低于一定的负压，即开启电压时，形成P型空穴导电沟道；栅极电压的绝对值越大，导电沟道越深。由于空穴载流子的迁移率约为电子迁移率的一半，因此相对于NMOS管来说，PMOS管的工作速度较低。

　　4) P沟道耗尽型

　　图2.9(b)所示为P沟道耗尽型场效应管的结构图。与上述耗尽型NMOS管相同，P沟道耗尽型场效应管在栅极电压为0时就存在P型沟道。当栅极加上足够大的正向电压时，沟道被耗尽，MOS管截止。由于制造工艺上的困难，在数字集成电路中很少使用PMOS管。

图2.9 PMOS管的结构图

2. MOS管的输入、输出特性

　　从MOS管的制作过程可以看出其结构是对称的，因此源极和漏极之间可以互换，通常NMOS管的源极接地，PMOS管的源极接高电平；而栅极与源极、漏极之间是绝缘的，不存在电流，栅极电压控制着MOS管的导通或截止，因此属于压控器件。下面以N沟道增强型场效应管为例说明MOS管的输入、输出特性。

　　在增强型NMOS管的漏极和源极加上电压，当栅极电压为0时，漏极和源极之间没有电流，当栅极加上大于开启电压的正向电压时，有电流通过漏极和源极。其关系曲线如图2.10所示。

图2.10 NMOS管的输入、输出特性曲线

　　当时，衬底表面不能形成导电沟道，MOS管中没有电流产生，此时为MOS管的截止状态；当输入电压增强到时，恰好形成导电沟道；若较小，继续增加，电路进入可变电阻区，此时若固定某一值，则有，该电阻受控制；当时，基本上由决定，与关系不大，；，称为恒流区。

　　应当指出，由于MOS管在制作工艺和结构上的对称性，在集成电路中漏极和源极是根据其电位高低(或电流流向)决定的。对于NMOS管，电位高的一端是漏极(D)，电位低的一端是源极(S)，电流从D流向S。对于PMOS管，电位低的一端是D端，电位高的一端是S端，电流从S流向D。

3. MOS管开关电路

　　用MOS管也可以做成开关电路，图2.11(a)所示为用增强型NMOS管构成的开关电路。源极和衬底接地，漏极通过漏极电阻接电源，输入电压接在栅极和源极之间，输出电压为。输入的低电平为0 V，高电平为，开启电压为/2。

　　当=0 V时，，MOS管截止，电路中没有电流，此时是高电平；当时，，MOS管导通，。若较小，则。可见，这是一个受输入电压控制的开关电路。其导通电阻较小，截止时电阻无穷大。其开关等效电路如图2.11(b)所示。由于电容效应，G和S间相当于一个电容，MOS管截止时，D和S间无电流经过，相当于一个断开的开关；MOS管导通时，D和S间有流过电阻的电流，相当于一个有电阻的闭合开关。

(a) MOS管开关电路结构 (b) 开关等效电路

图2.11 MOS管开关电路及其等效电路

前言/序言

前 言

　　随着新知识经济时代的到来，世界范围的经济发展与科技进步已向高等教育提出了更高的要求，教育的核心是素质教育，教育的重点是对创新意识和应用能力的培养。随着我国教育事业发展的不断深入，应用型人才培养向着厚基础、宽层面、强能力的方向发展，强化学生的实践能力已成为刻不容缓的任务。

　　数字电子技术作为一门技术基础课，是计算机信息类、电子类、仪器仪表类、机电类等专业的必修课。随着电子科学技术的飞速发展，电子计算机和集成电路获得了广泛的应用，电子技术的发展对科学技术、国民经济和国防各个领域的影响日益深入，数字电子技术的知识、理论和方法在相关专业的地位越来越重要。

　　EDA技术、大规模集成电路，特别是可编程逻辑器件的高速发展，对数字电子技术课程的教学内容提出了更高的要求。为适应科学技术的发展和社会对人才培养的要求，本书在第1版的基础上对教学内容进行了调整和充实，精简了分立元件部分，增强了集成逻辑器件的内容，教学重点也从逻辑电路分析转向逻辑电路设计和集成芯片的应用。本书突出了以下几个方面。

　　(1) 将重点放在基本概念和基本方法上。尽管LSI、VLSI已成为数字系统的主体，但中、小规模集成电路仍不失其基础地位，为此，本书仍以集成电路的基础理论、基本电路、基本分析方法与设计方法为重点。

　　(2) 突出方法，适应发展。本书重点介绍通用系列集成电路的基本原理及特性，略去其内部复杂电路及分析，侧重器件的逻辑功能及输入、输出电气特性，使学生能以此为基础进行实际工程设计与应用。

　　(3) 为适应电子技术的飞速发展，本书引入了EDA技术的基础知识，在介绍VHDL语言和Multisim 10.0软件的基础上，对主要章节的电路采用VHDL语言描述并用Multisim软件仿真，使读者在微型计算机上能够对典型电路进行功能验证，为后续数字系统设计课程的学习打下必要的基础。考虑到不同学校的需要，这部分作为选学内容，以"*"号标出。

　　(4) 近年来，集成电路理论与设计、集成工艺、电子技术应用等都有很大的发展与突破，本书突出了CMOS电路，增强了CPLD、FPGA等一类新型可编程逻辑器件的内容。

　　(5) 为便于读者加深理解，本书中针对重点、难点内容都设有相应的例题，每章均安排有小结、思考题、习题，力求做到通俗易懂，便于教学。

　　(6) 书中各部分内容均从基本概念入手，提供学习数字电子技术的基本电路、分析方法、设计方法，通过具体的电路系统加以总结和归纳，从而培养学生分析问题、解决问题的能力。

　　本书可作为高等院校电气信息类、电子信息类、仪器仪表及其他相近专业的本科生教材或教学参考书使用，也可供有关工程技术人员参考使用。

　　本书由张雪平、赵娟任主编，李双喜、张玉芝、许振伟、曾菊容任副主编，牛慧娟、周妮娜参加了编写工作。各章编写分工为：张雪平编写绪论、第8章并负责制订编写提纲和全书的统稿工作，李双喜编写第5章、第6章，张玉芝编写第9章，许振伟编写第1章和有"*"号的章节，赵娟编写第4章，牛慧娟编写第2章，曾菊蓉编写第7章、第10章，周妮娜编写第3章。

　　限于作者水平，书中的缺点和错误在所难免，衷心希望选用本书的师生提出批评意见。

　　

　　

　　编 者

《信息技术基础与实践：跨越数字鸿沟，赋能创新未来》 前言 在当今世界，信息技术已不再是少数专业人士的专属领域，而是渗透到我们生活的方方面面，成为驱动社会进步、经济发展和个人能力提升的关键要素。从智能手机的普及到人工智能的兴起，从大数据分析到云计算的应用，数字世界以前所未有的速度重塑着我们的认知和生活方式。掌握信息技术的基础知识和实践技能，已成为每一位现代公民必备的核心素养。 本书旨在为广大读者，特别是高等学校应用型人才培养的在校学生，提供一套系统、全面且具有高度实践性的信息技术入门与进阶指南。我们深知，应用型人才的培养，其核心在于将理论知识转化为解决实际问题的能力，在于培养学生在面对真实技术挑战时的创新思维和动手实践能力。因此，本书在内容设计上，力求紧密结合实际应用场景，强调理论与实践的无缝对接，帮助读者构建扎实的知识体系，并能在未来的学习和工作中游刃有余地运用所学。 本书并非简单地罗列枯燥的技术概念，而是力求以清晰易懂的语言，生动形象的案例，以及循序渐进的教学方法，引领读者一步步走进信息技术的世界。我们相信，通过本书的学习，读者不仅能理解数字世界运行的底层逻辑，更能掌握驾驭信息技术的工具和方法，为日后在各自专业领域中实现技术创新和应用奠定坚实的基础。 第一章：数字世界的基石——计算机基础 计算机，作为现代信息技术的核心载体，其基础原理的理解至关重要。本章将从计算机的基本组成、工作原理出发，深入浅出地剖析计算机如何处理和存储信息。我们将介绍计算机硬件的各个组成部分，如中央处理器（CPU）的运算功能、内存（RAM）的临时存储、硬盘（Storage）的长期保存，以及输入输出设备（I/O Devices）如何实现人机交互。 更重要的是，本章将着重讲解计算机的“大脑”——软件系统。我们将介绍操作系统（OS）的核心作用，如资源管理、进程调度、文件系统等，并通过实例展示Windows、macOS和Linux等主流操作系统的基本操作与特性。同时，我们将初步接触到应用程序（Applications）的概念，理解不同类型的软件如何为我们提供各种服务。 通过本章的学习，读者将能够回答诸如“计算机是如何执行指令的？”、“内存和硬盘有什么区别？”、“为什么需要操作系统？”等基本问题，为后续更深入的信息技术学习打下坚实的认知基础。 第二章：编程的魅力——算法与程序设计入门 算法，是解决问题的步骤和方法，是计算机程序设计的灵魂。本章将带领读者走进编程的世界，学习如何将现实世界的问题转化为计算机可执行的指令。我们将从算法的基本概念入手，介绍算法的特性，如输入、输出、有限性、确定性和有效性。 随后，我们将学习如何用流程图和伪代码来描述算法，这是将思维转化为代码的重要桥梁。接着，我们将引入一种易于理解的编程语言（例如，Python），通过具体的实例，讲解变量、数据类型、运算符、表达式等基本编程元素。 本章的重点将放在学习如何构建简单的程序，包括顺序结构、选择结构（if-else语句）和循环结构（for、while循环）。我们将通过解决一系列实际小问题，如计算平均值、判断奇偶数、打印图形等，来巩固编程概念，培养逻辑思维和问题解决能力。 此外，我们还将初步了解函数（Functions）的概念，学习如何将代码模块化，提高程序的可读性和复用性。本章的目标是让读者掌握最基础的程序设计思想和方法，能够独立编写一些简单的应用程序。 第三章：数据的海洋——数据结构与数据库基础 信息技术的核心在于数据的处理和管理。本章将深入探讨数据的组织方式——数据结构，以及如何高效地存储和检索海量数据——数据库。 我们将介绍几种基本的数据结构，包括数组（Arrays）、链表（Linked Lists）、栈（Stacks）和队列（Queues）。通过形象的比喻和实际应用场景，讲解每种数据结构的特点、优势以及适用范围。例如，数组可以用于存储同类型的数据集合，链表则提供了更灵活的插入和删除操作。 在数据库方面，本章将重点介绍关系型数据库（Relational Databases）的基本概念。我们将学习表（Tables）、记录（Records）、字段（Fields）以及它们之间的关系。然后，我们将学习如何使用结构化查询语言（SQL）来对数据库进行操作，包括数据的查询（SELECT）、插入（INSERT）、更新（UPDATE）和删除（DELETE）。 通过学习SQL，读者将能够从数据库中提取所需信息，为数据分析和应用开发奠定基础。本章还将简要介绍非关系型数据库（NoSQL）的一些概念，为读者提供更广阔的数据管理视野。 第四章：互联互通——计算机网络与互联网 计算机网络是现代信息社会得以运转的血脉。本章将为读者揭示计算机网络是如何实现的，以及我们赖以生存的互联网是如何工作的。 我们将从网络的基本概念讲起，介绍网络的拓扑结构（如总线型、星型、环型）、网络传输介质（如双绞线、光纤）以及网络设备（如交换机、路由器）。然后，我们将深入了解TCP/IP协议族，这是互联网通信的基石。我们将重点讲解IP地址、端口号、TCP和UDP协议的作用，以及HTTP、FTP等应用层协议如何支撑我们在网页浏览、文件传输等活动。 本章还将介绍域名系统（DNS），理解它如何将我们熟悉的网址解析为IP地址。我们还将探讨局域网（LAN）和广域网（WAN）的概念，以及无线网络（Wi-Fi）的连接原理。 最后，本章将引导读者理解互联网安全的基本概念，如防火墙、加密技术、身份认证等，强调网络安全的重要性。通过本章的学习，读者将能够理解网络通信的底层机制，并能更好地利用互联网资源。 第五章：信息安全与隐私保护 在数字时代，信息安全和个人隐私的保护变得日益重要。本章将从多个维度剖析信息安全面临的挑战，并介绍相应的防护措施。 我们将介绍常见的网络安全威胁，如病毒、木马、蠕虫、钓鱼攻击、DDoS攻击等，并分析它们的攻击原理和潜在危害。随后，我们将学习如何采取有效的防御措施，包括使用杀毒软件、定期更新系统和软件补丁、设置强密码、使用防火墙等。 本章还将重点关注网络钓鱼和社交工程的识别与防范，以及如何保护个人信息不被泄露。我们将学习如何辨别可疑链接和邮件，以及在社交媒体上如何管理自己的隐私设置。 此外，我们还将探讨数据加密技术的基本原理，理解对称加密和非对称加密的应用场景。最后，本章将强调合法使用互联网资源，遵守相关的法律法规，共同营造一个安全、健康的数字空间。 第六章：现代信息技术的应用与发展趋势 信息技术正以前所未有的速度发展，并深刻地改变着我们的生活和工作方式。本章将带领读者一同展望现代信息技术的应用广度，并探索未来的发展趋势。 我们将介绍当前一些热门的信息技术领域，如云计算（Cloud Computing）的弹性计算和存储能力，大数据（Big Data）的分析与挖掘价值，人工智能（Artificial Intelligence）在机器学习、自然语言处理、计算机视觉等方面的应用。 同时，我们还将探讨物联网（Internet of Things）如何实现万物互联，区块链（Blockchain）技术在信任机制和分布式账本方面的潜力，以及虚拟现实（VR）和增强现实（AR）为我们带来的沉浸式体验。 本章的目的是激发读者的学习兴趣，让他们了解信息技术的无限可能，并鼓励他们持续关注技术前沿，为未来的学习和职业发展做好准备。我们将强调，掌握信息技术并非一蹴而就，而是一个持续学习、不断实践的过程。 结语 《信息技术基础与实践》是一扇通往数字世界的大门。本书的内容紧密围绕高等学校应用型人才培养的需求，力求做到理论清晰、实践性强、易于理解。我们相信，通过对本书内容的系统学习和深入实践，读者将能够： 构建扎实的计算机基础知识体系：理解计算机的工作原理，掌握操作系统的基本使用。 掌握程序设计的核心技能：能够运用编程语言解决实际问题，具备初步的算法设计能力。 理解数据管理与交互之道：掌握基本的数据结构概念，能够使用SQL进行数据库操作。 洞悉网络世界的运行机制：理解计算机网络的通信原理，能够安全有效地利用互联网。 建立信息安全与隐私保护意识：掌握基本的安全防护技能，保护个人数字资产。 展望信息技术的发展前沿：了解现代信息技术的应用，为未来学习和创新奠定基础。 信息技术的浪潮奔涌向前，唯有掌握其精髓，方能驾驭时代发展的脉搏。愿本书成为您在信息技术领域探索与实践的得力助手，助您在数字时代扬帆远航，创造属于自己的辉煌。

评分☆☆☆☆☆

作为一名即将步入工作岗位的学生，我在寻找能够真正提升我专业技能的书籍，而《数字电子技术·第2版/高等学校应用型特色规划教材》无疑满足了我的需求。这本书最让我印象深刻的是它在“接口电路”和“存储器接口”章节的处理方式。它没有回避一些相对复杂的技术细节，而是用一种循序渐进的方式，将这些技术概念分解开来，并且辅以大量的伪代码和逻辑框图，让抽象的技术变得易于理解。我尤其欣赏书中关于并行接口和串行接口的对比分析，以及不同类型存储器（如SRAM、DRAM、Flash）的工作原理和时序图解析。这些内容对于我将来从事嵌入式开发或者硬件设计工作来说，简直是宝藏。此外，书中还提及了一些实际的芯片选型建议和注意事项，这对于初学者来说是非常宝贵的经验。我之前看过的很多教材，在这方面都比较欠缺，往往只停留在理论层面，而这本书却能将理论与实践紧密结合，让我有一种“学有所用”的感觉。

评分☆☆☆☆☆

《数字电子技术·第2版/高等学校应用型特色规划教材》这本书，我真的要好好聊聊。拿到手的时候，我首先被它那个厚度给惊到了，感觉像是抱着一块砖头，但翻开之后，那种厚重感就转化成了满满的知识感。我最喜欢的部分是它对基础逻辑门电路的讲解，不是那种枯燥的公式堆砌，而是通过非常形象的比喻和大量的实例，让我这个之前对数字电路一窍不通的“小白”，也能很快理解“与”、“或”、“非”这些基本概念是如何运作的。特别是它在讲解组合逻辑电路和时序逻辑电路的时候，图文并茂，每一个电路图都标注得非常清晰，关键是还给出了很多实际的应用场景，比如一个简单的交通灯控制器，或者一个基本的计数器，让我能直观地感受到这些理论知识是如何转化为实际功能的。这一点对我来说非常重要，因为我学习的目的是为了能够实际应用，而不是仅仅为了考试。而且，书中的习题也很有代表性，涵盖了从易到难的各种类型，做完之后，我感觉对书本知识的掌握程度有了质的提升。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对微处理器和单片机应用很感兴趣的学生，而《数字电子技术·第2版/高等学校应用型特色规划教材》在这方面的内容，可以说给了我很大的启发。它深入浅出地讲解了微处理器的基本结构和工作原理，包括指令集、寻址方式、中断机制等，让我对CPU的内部运作有了更清晰的认识。特别是在讲解中断系统时，书中列举了多种中断源的优先级处理方式，以及中断向量表的构建，这些细节的阐述让我对如何编写高效的嵌入式程序有了更深刻的理解。另外，书中关于数模转换（ADC）和模数转换（DAC）的内容也十分实用，详细介绍了不同类型的ADC和DAC的原理、特点以及选择依据，并提供了相应的接口电路设计和编程示例。这对于我将来需要处理模拟信号的项目非常有帮助，让我不再对这些“黑盒子”感到畏惧。这本书的排版也很舒服，字体大小适中，行间距合理，长时间阅读也不会感到疲劳。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对数字系统设计领域非常好奇的学生，《数字电子技术·第2版/高等学校应用型特色规划教材》这本书，给我带来了很多惊喜，让我看到了数字世界的广阔。我最喜欢它的一个特点是，它在讲解每个概念时，都会穿插一些历史背景和发展演变，让我在学习知识的同时，也能感受到技术发展的脉络。比如，在讲到晶体管和集成电路的时候，它会简单介绍一下这些关键技术的发明历程，让我对这些伟大的发明家和他们的贡献有了更深的敬意。而且，这本书并没有局限于讲解理论，而是非常注重将理论知识与实际应用相结合。书中有很多关于数字信号处理（DSP）的基础介绍，包括采样、量化、编码等过程，以及一些简单的滤波器设计。这让我对数字信号处理的强大能力有了初步的认识，并且对未来深入学习DSP技术产生了浓厚的兴趣。书中最后部分的“数字系统综合与设计流程”也让我对整个工程设计过程有了一个宏观的了解，为我未来的学习和职业规划提供了很好的参考。

评分☆☆☆☆☆

最近我一直在钻研组合逻辑和时序逻辑的实际应用，而《数字电子技术·第2版/高等学校应用型特色规划教材》在这块的内容，给我的感受相当不错。特别是它对于状态机（Finite State Machine，FSM）的讲解，简直是教科书级别的。从Mealy型和Moore型状态机的区别，到状态图、状态转移表的绘制，再到如何将其转化为实际的硬件电路，每一个步骤都讲解得非常到位。书中还通过几个复杂的实际案例，比如一个自动售货机的设计，详细演示了如何一步步构建一个完整的功能模块。这让我意识到，很多看似复杂的数字系统，其实都是由一个个精巧的状态机组合而成的。此外，书中对FPGA（现场可编程门阵列）和CPLD（复杂可编程逻辑器件）的基础介绍也让我耳目一新。它解释了这些可编程逻辑器件的工作原理，以及如何使用硬件描述语言（HDL）来设计和实现数字电路。这为我打开了一扇新的大门，让我看到了数字电路设计的未来发展方向。