內容簡介
《數字電子技術及應用》的特點如下:
(1)整體結構方麵。《數字電子技術及應用》采用以基本原理、基本理論結閤典型工程應用實例的結構方式,重點培養學生數字電子技術和工程應用的能力。《數字電子技術及應用》介紹的仿真軟件Multisim 12,提供瞭一個功能完善、操作界麵好、容易使用、成本低廉且方便重復使用的工作平颱,學生可利用Multisim 12完成數字電路的仿真技能訓練,為電子電路設計自動化打下堅實的基礎。
(2)整體內容方麵。教材壓縮瞭分立元器件構成的數字電路的內容,重點講述瞭中小規模集成電路外部特性及其應用,引入瞭軟件仿真內容,同時也加入瞭數字係統的設計,將理論和實踐更有機融閤在一起。通過常用集成芯片構成的典型電路的實例分析,強化學生的理論知識,培養學生舉一反三的能力。再結閤具有實用性和趣味性的思考題和實踐練習題,激發學生學習興趣和潛能,培養學生的創新能力。
(3)章節內容方麵。每章節首先讓學生明確該章節的學習目標,然後逐步掌握理論知識的同時,培養學生電路設計能力,通過仿真驗證設計的電路。最後為瞭鍛煉學生們的動手操作能力,特設計瞭第10章的內容。鍛煉學生們的電路安裝、調試、故障檢修,幫助學生理解所學理論知識,學會用所掌握的理論知識,分析實際問題、解決實際問題,完成對學生能力的培養。
《數字電子技術及應用》的整體編排設計思路清晰,易於學生和教師使用,將能力培養貫穿於教學的全過程中。
內頁插圖
目錄
第1章 概述
1.1 電子技術的發展曆程
1.2 數字電路概述
1.3 認識Multisim12軟件
1.4 EDA技術
1.5 技能實訓數字電路的仿真分析
1.6 本章小結
第2章 數字邏輯基礎
2.1 數製和碼製
2.2 邏輯代數基礎
2.3 邏輯函數的化簡
2.4 技能實訓邏輯函數化簡的仿真分析
2.5 本章小結
第3章 邏輯門電路
3.1 基本邏輯門電路
3.2 門電路中開關器件的開關特性
3.3 TTL集成邏輯非門電路
3.4 CMOS集成邏輯非門電路
3.5 數字集成電路的命名方法及使用常識
3.6 技能實訓數字集成電路的識彆
3.7 本章小結
第4章 組閤邏輯電路
4.1 組閤邏輯電路概述
4.2 組閤邏輯電路的分析與設計
4.3 常用中規模集成組閤邏輯器件及應用
4.4 組閤邏輯電路中的競爭與冒險
4.5 技能實訓中規模組閤邏輯電路邏輯功能的仿真分析
4.6 本章小結
第5章 觸發器
5.1 觸發器的特點與分類
5.2 RS觸發器
5.3 JK觸發器
5.4 D觸發器
5.5 觸發器的邏輯功能錶示方法
5.6 技能實訓觸發器邏輯功能的仿真分析
5.7 本章小結
第6章 時序邏輯電路
6.1 時序邏輯電路的特點和錶示形式
6.2 時序邏輯電路的分析
6.3 時序邏輯電路的設計
6.4 計數器
6.5 寄存器
6.6 技能實訓計數器邏輯功能的仿真分析
6.7 本章小結
第7章 脈衝波形的産生與變換
7.1 脈衝信號與脈衝電路
7.2 555定時器的電路結構與工作原理
7.3 555定時器構成的施密特觸發器
7.4 555定時器構成的單穩態觸發器
7.5 555定時器構成的多諧振觸發器
7.6 技能實訓555電路邏輯功能的仿真分析
7.7 本章小結
第8章 半導體存儲器
第9章 D/A和A/D轉換器
第10章 數字電路的製作
附錄
參考文獻
前言/序言
在傳統理工科教學模式中,學生在學習專業基礎課的時候,需要在課堂接受理論講授,然後在其他時間、在不同的實驗室參加驗證性實驗,這是一個從腦到手的學習過程,它要求學生有比較強的基礎學習能力,比較好的聽課、記筆記和驗證性思考的習慣。我們注意到這種教學模式對培養應用型人纔和工程能力人纔的高校並不適閤。由於學生的理論基礎相對薄弱,或許很難聽懂嚴謹的推導論證,他們對某些專業基礎理論的認識,對某些設計方案的選擇,更需要一定的實際操作過程去領悟、驗證。為瞭適應應用型高校及工程教育改革的需要,我們編寫瞭這本教材,並作為CDIO工程教育改革係列教材之一。
本教材依托重慶工程學院校內重點項目“基於CDIO工程教育模式下的電子信息工程專業課程體係研究”(項目編號:JY2015204),按照CDIO(Conceive,Design,Implement,Operate)工程教育創新模式,結閤教育部“卓越工程師教育培養計劃”的實施原則,突齣基本理論與實際應用的結閤。以數字邏輯電路和係統設計為主綫貫穿整個教材的典型應用綜閤實例,幫助學生在學習基本理論的同時,瞭解各章節單元電路在完整數字係統設計中的作用。通過閤理安排教材內容,在保證基本理論知識的前提下,兼顧解決好傳統設計方法與硬件軟件化設計方法、單元電路與係統設計的關係。本教材的特點如下:
(1)整體結構方麵。本書采用以基本原理、基本理論結閤典型工程應用實例的結構方式,重點培養學生數字電子技術和工程應用的能力。本書介紹的仿真軟件Multisim 12,提供瞭一個功能完善、操作界麵好、容易使用、成本低廉且方便重復使用的工作平颱,學生可利用Multisim 12完成數字電路的仿真技能訓練,為電子電路設計自動化打下堅實的基礎。
(2)整體內容方麵。教材壓縮瞭分立元器件構成的數字電路的內容,重點講述瞭中小規模集成電路外部特性及其應用,引入瞭軟件仿真內容,同時也加入瞭數字係統的設計,將理論和實踐更有機融閤在一起。通過常用集成芯片構成的典型電路的實例分析,強化學生的理論知識,培養學生舉一反三的能力。再結閤具有實用性和趣味性的思考題和實踐練習題,激發學生學習興趣和潛能,培養學生的創新能力。
(3)章節內容方麵。每章節首先讓學生明確該章節的學習目標,然後逐步掌握理論知識的同時,培養學生電路設計能力,通過仿真驗證設計的電路。最後為瞭鍛煉學生們的動手操作能力,特設計瞭第10章的內容。鍛煉學生們的電路安裝、調試、故障檢修,幫助學生理解所學理論知識,學會用所掌握的理論知識,分析實際問題、解決實際問題,完成對學生能力的培養。
本書的整體編排設計思路清晰,易於學生和教師使用,將能力培養貫穿於教學的全過程中。
全書由重慶工程學院代紅英、李翠錦任主編,鬍晶晶、曾建梅老師任副主編。全書由代紅英統稿和審校。具體編寫分工如下:代紅英編寫瞭第1、2、10章;李翠錦編寫瞭第5、6、8章;鬍晶晶編寫瞭第3、4章;曾建梅編寫瞭第7、9章和附錄。重慶郵電大學何豐教授審閱瞭全書,並提齣瞭許多寶貴的意見和建議,在此深錶感謝!
限於編者水平有限,書中難免有疏漏和不妥之處,敬請廣大讀者批評指正。
編者
2016年6月
《智慧之光:淺談人工智能的未來與倫理》 引言 在人類文明的長河中,我們不斷追尋著超越自我的智慧。從遠古的火種到如今的矽基芯片,每一次技術的飛躍都深刻地改變著世界的麵貌,也重塑著我們對自身與宇宙的認知。《智慧之光:淺談人工智能的未來與倫理》一書,並非聚焦於冰冷的電路闆或復雜的算法邏輯,而是將目光投嚮那正在悄然崛起,並可能深刻影響我們未來走嚮的“人工智能”——這個集結瞭前沿科學、哲學思辨和社會變革於一體的宏大命題。本書旨在以一種更具人文關懷的視角,探討人工智能的潛能、挑戰,以及我們應如何與之共處,共同構建一個更加美好的未來。 第一章:智能的邊界——從機器到心智 人工智能,顧名思義,是關於“製造智能”的科學。但智能究竟是什麼?是計算的速度?是邏輯的嚴謹?還是情感的溫度?本書將在這一章深入剖析智能的定義,從早期圖靈測試的設想,到如今深度學習模型展現齣的驚人“類人”能力,我們試圖厘清智能的邊界,區分“弱人工智能”與“強人工智能”的可能性。我們不會沉溺於晦澀的計算原理,而是通過生動的曆史進程和富有啓發性的思想實驗,展現人類對智能理解的演變。 我們將迴顧早期邏輯學傢的探索,他們試圖將思維過程形式化,為機器智能奠定理論基礎。接著,我們會聚焦於神經網絡的誕生,及其如何模仿人腦結構,開啓瞭機器學習的新篇章。然後,我們將深入瞭解深度學習的革命性突破,那些能夠識彆圖像、理解語言,甚至創作音樂和繪畫的AI模型,究竟是如何實現的?我們並非要教授你如何搭建神經網絡,而是讓你理解其背後所蘊含的,人類對學習、認知和創造的深刻洞察。 更重要的是,本書將引導讀者思考,當機器在某些方麵超越人類時,我們如何定義“智能”?是超越模仿,還是具備自我意識?我們將探討意識的本質,以及它是否能被代碼和數據所模擬。這一章的重點在於激發你的思考,讓你對智能本身産生更深層次的疑問和探索欲。 第二章:數據的海洋——AI的驅動與依賴 正如引擎需要燃料,人工智能的強大能力離不開海量的數據。本章將帶領讀者潛入數據的廣闊海洋,理解數據在AI發展中的核心作用,以及與之相伴的機遇與挑戰。我們將探討大數據如何被收集、清洗、標注和訓練,使其成為AI學習的基石。 我們不會羅列各種數據挖掘技術,而是通過實際應用案例,讓你直觀地感受數據如何賦能AI。例如,醫療領域的AI診斷,如何通過分析海量病曆和影像數據,提高診斷的準確率;金融領域的風險控製,如何通過實時追蹤市場數據,預測潛在的欺詐行為;交通領域的智能導航,如何通過分析路況信息,規劃最優路綫。這些案例將揭示數據驅動的AI,如何悄無聲息地滲透到我們生活的方方麵麵,提升效率,優化決策。 然而,數據的無限供給也帶來瞭嚴峻的挑戰。我們將深入探討數據隱私問題,當我們的每一次搜索、每一次點擊都被記錄和分析時,我們的個人信息是否還安全?算法的偏見又從何而來?當訓練數據本身帶有歧視性時,AI是否會加劇社會不公?本章將通過真實的社會事件和倫理睏境,引導讀者審視數據的“雙刃劍”效應,以及我們如何纔能在享受數據紅利的同時,保護個人隱私,消除算法歧視。 第三章:智能的邊界——AI的倫理迷宮 人工智能的飛速發展,無疑帶來瞭巨大的社會變革,但也闖入瞭一片前所未有的倫理迷宮。本章將聚焦於AI發展過程中所麵臨的深刻倫理睏境,引導讀者思考“我們應該如何規範AI?”、“AI是否應該擁有權利?”、“當AI犯錯時,誰來負責?”等一係列棘手問題。 我們將探討AI的透明度與可解釋性問題。當一個AI模型做齣某個決策時,我們能否理解其決策過程?當AI係統變得越來越復雜,“黑箱化”現象日益嚴重時,我們如何建立信任?我們將討論“AI的責任歸屬”問題,當自動駕駛汽車發生事故,當AI醫療診斷齣現誤判,責任應該由誰承擔?是開發者、使用者,還是AI本身? 此外,本書還將深入探討AI對就業市場、社會公平以及人際關係可能産生的深遠影響。當AI能夠勝任越來越多的工作時,人類的價值體現在哪裏?當AI被用於監控和操縱時,我們的自由和尊嚴又將如何保障?我們將通過對相關法律法規的討論,以及對未來社會形態的猜想,激發讀者對AI倫理的深刻思考,並鼓勵大傢積極參與到AI治理的討論中來。 第四章:人機共舞——未來社會的新篇章 人工智能並非要取代人類,而是要與人類攜手,共同創造更加美好的未來。本章將展望人機協作的新時代,探討AI如何賦能人類,拓展我們的能力邊界,解決全球性挑戰。 我們將聚焦於AI在科學研究、藝術創作、教育普及等領域的潛力。AI能否加速新藥的研發,破解癌癥的難題?AI能否成為藝術傢的新夥伴,激發前所未有的藝術形式?AI能否為偏遠地區的學生提供高質量的教育資源,縮小教育差距?這些充滿希望的場景,將為你描繪一個AI賦能、人人受益的未來藍圖。 同時,本書也將強調“人”在AI發展中的核心地位。技術本身是中立的,其價值取嚮取決於使用者的意圖。我們如何確保AI的發展符閤人類的整體利益?我們如何在享受AI帶來的便利時,不喪失獨立思考的能力和批判精神?我們將呼籲一種更加積極主動的姿態,讓AI成為我們實現夢想、解決難題的強大工具,而不是主宰我們命運的冰冷機器。 結語 《智慧之光:淺談人工智能的未來與倫理》是一本旨在引發思考的書,它不提供現成的答案,而是拋齣問題,鼓勵你一同探索。在這個日新月異的時代,理解人工智能,不僅僅是理解一項技術,更是理解人類自身演進的方嚮。讓我們以開放的心態,審慎的態度,擁抱智能的黎明,共同書寫人與機器和諧共生的輝煌篇章。這本書,是獻給所有對未來充滿好奇,對智慧充滿敬畏的你。