數字電子技術基礎 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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夏路易 著

圖書標籤:

• 數字電路
• 電子技術
• 基礎
• 數字電子
• 電路分析
• 模擬電路
• 半導體
• 電子工程
• 大學教材
• 高等教育

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 科學齣版社

ISBN：9787030352750

商品編碼：29729022329

包裝：平裝

齣版時間：2012-08-01

基本信息

書名：數字電子技術基礎

定價：46.00元

作者：夏路易

齣版社：科學齣版社

齣版日期：2012-08-01

ISBN：9787030352750

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.558kg

編輯推薦

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可作為電子信息類、電氣信息類、儀器儀錶類各專業的教材，也可供其他相關工科專業使用，電子工程師、電子技術愛好者

內容提要

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《數字電子技術基礎》內容包括數製與編碼、邏輯代數、邏輯門電路、組閤電路、觸發器、時序電路、存儲器、可編程邏輯器件、Verilog語言、脈衝整形與産生、數模與模數轉換器、數字外圍電路與QUARTUSⅡ軟件的使用，並給齣數十個數字電路大型作業題。《數字電子技術基礎》還介紹多種數字元器件的技術參數、數字電路邏輯設計與直接設計方法，給齣大量豐富的例題與習題，目的是使讀者具有分析、設計與實現數字電路的能力。

目錄

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目錄
前言
章 數製轉換與編碼 1
1.1 二進製數 1
1.1.1 為什麼使用二進製數 1
1.1.2 二進製數的組成、轉換與算術運算 2
1.2 常用的編碼 6
小結 7
思考題 8
習題 8
第2章 邏輯門與邏輯代數基礎 9
2.1 邏輯描述 9
2.2 基本邏輯門功能概述 9
2.3 邏輯代數基本定律與公式 15
2.3.1 基本定律 15
2.3.2 基本公式 16
2.3.3 基本定理 18
2.4 標準邏輯函數式 21
2.5 代數法化簡函數式 22
2.6 卡諾圖 24
2.6.1 畫卡諾圖 24
2.6.2 用卡諾圖化簡“與或”函數式 26
2.6.3 具有無關項的邏輯函數化簡 28
2.7 邏輯電路圖、函數式與真值錶之間的轉換 29
2.8 與非門和或非門 32
小結 33
思考題 33
習題 33
第3章 門電路 36
3.1 數字邏輯信號 36
3.2 CMOS門電路 36
3.2.1 MOS晶體管 36
3.2.2 基本CMOS非門 37
3.2.3 CMOS與非門和或非門 38
3.3 74HC係列門電路的電特性 39
3.3.1 74HC係列門電路的極限電參數 39
3.3.2 74HC係列門電路的推薦工作條件 40
3.3.3 74HC係列門電路的靜態電特性 41
3.3.4 74HC係列門電路的動態特性 46
3.4 其他類型的CMOS電路 48
3.5 常用的CMOS門電路係列 53
3.6 低電壓CMOS器件 55
3.7 分立元件門電路 57
3.7.1 二極管與二極管邏輯門 57
3.7.2 雙極性三極管 58
3.7.3 三極管非門 59
3.8 標準TTL門電路 60
3.9 74LS係列門電路 63
3.9.1 74LS係列門電路基本工作原理 63
3.9.2 74LS係列門電路電特性 66
3.10 常用的74TTL係列門電路 70
3.11 在數字電路設計中使用不同係列的芯片 71
3.12 正確使用門電路 73
3.13 數字電路的封裝 75
小結 76
思考題 76
習題 77
第4章 組閤邏輯電路 81
4.1 組閤邏輯電路的一般問題 81
4.2 組閤電路分析 81
4.2.1 組閤電路的邏輯功能分析 81
4.2.2 組閤電路的波形分析 82
4.2.3 組閤電路的延遲時間分析 83
4.2.4 組閤電路的電特性分析 85
4.3 組閤電路部件 87
4.3.1 編碼器 87
4.3.2 譯碼器 90
4.3.3 數據選擇器 96
4.3.4 數值比較器 99
4.3.5 加法器 101
4.3.6 奇偶校驗電路 104
4.4 組閤電路設計 105
4.4.1 組閤電路的邏輯設計法 105
4.4.2 組閤電路的直接設計法 109
4.5 組閤電路的競爭與冒險 113
4.5.1 競爭冒險現象 113
4.5.2 競爭冒險現象的消除 114
小結 115
思考題 115
習題 115
第5章 鎖存器與觸發器 119
5.1 概述 119
5.2 鎖存器 119
5.2.1 由三極管組成的SR雙穩態電路 119
5.2.2 由或非門組成的SR鎖存器 121
5.2.3 由與非門組成的SR鎖存器 122
5.3 SR觸發器 123
5.4 D觸發器 125
5.4.1 電平觸發D觸發器 125
5.4.2 邊沿觸發的維阻結構D觸發器 126
5.4.3 基於CMOS傳輸門的D觸發器 128
5.4.4 D觸發器的特性方程與狀態圖 129
5.5 JK觸發器 129
5.5.1 脈衝觸發JK觸發器 129
5.5.2 邊沿觸發JK觸發器 131
5.5.3 JK觸發器的特性方程與狀態圖 133
5.6 T觸發器 134
5.7 觸發器的電特性 134
5.7.1 74LS74的電特性 134
5.7.2 74HC74的電特性 136
5.8 鎖存器與觸發器電路分析 139
5.9 鎖存器與觸發器的應用 142
小結 146
思考題 146
習題 147
第6章 時序電路分析與設計 152
6.1 概述 152
6.1.1 時序電路的組成 152
6.1.2 時序電路中的基本概念 153
6.1.3 描述時序電路的邏輯工具 153
6.2 同步時序電路的邏輯分析步驟與舉例 154
6.3 寄存器 157
6.3.1 寄存器 157
6.3.2 移位寄存器 159
6.4 計數器 166
6.4.1 異步計數器 167
6.4.2 同步計數器 172
6.4.3 使用集成計數器構成任意進製計數器 177
6.4.4 移位寄存器型計數器 180
6.4.5 計數器應用 183
6.5 同步時序電路邏輯設計 187
6.5.1 設計步驟 187
6.5.2 設計舉例 188
6.6 時序電路直接設計 196
6.7 數字係統設計 199
6.7.1 數字係統的概念 199
6.7.2 數字係統的組成 200
6.7.3 數字係統設計實例 200
小結 211
思考題 211
習題 212
第7章 存儲器 218
7.1 隻讀存儲器 218
7.1.1 隻讀存儲器概述 218
7.1.2 不可寫入數據的ROM 21 9
7.1.3 可寫入數據的ROM 221
7.1.4 並行接口EPROM存儲器27256 226
7.1.5 二極管ROM實現數字電路 227
7.2 存儲器 230
7.2.1 靜態存儲器 231
7.2.2 動態存儲器 234
7.3 存儲器擴展 235
7.3.1 位擴展 235
7.3.2 字容量擴展 235
7.4 存儲器使用舉例 236
7.5 單片機中的存儲器 238
7.5.1 51單片機的程序存儲器 238
7.5.2 51單片機的數據存儲器 238
小結 239
思考題 239
習題 240
第8章 可編程邏輯器件工作原理 241
8.1 現場可編程門陣列 241
8.1.1 現場可編程門陣列的工作原理 241
8.1.2 實際應用的可編程門陣列器件 242
8.2 復雜可編程邏輯器件 249
8.2.1 復雜可編程邏輯器件的工作原理 249
8.2.2 實際的復雜可編程邏輯器件 250
8.3 其他可編程邏輯器件介紹 254
8.4 可編程邏輯器件的配置與編程 255
8.5 Cyclone器件*小係統電路 258
8.6 MAXⅡ器件*小係統電路 259
小結 261
思考題 261
習題 261
第9章 Verilog HDL 262
9.1 Verilog HDL基礎 262
9.1.1 Verilog HDL中的基本約定 262
9.1.2 數據類型 263
9.1.3 運算符 265
9.2 Verilog HDL中的描述 267
9.3 Verilog HDL中的分支語句 270
9.4 Verilog HDL中的結構描述 271
9.5 Verilog HDL描述組閤邏輯電路 271
9.6 Verilog HDL描述時序電路 272
9.7 Verilog HDL描述狀態機 274
9.8 一些Verilog HDL描述數字電路的例子 283
小結 288
思考題 288
習題 288
0章 脈衝整形與産生電路 290
10.1 施密特觸發器 290
10.1.1 麯門電路組成的施密特觸發器 290
10.1.2 施密特觸發器的應用 292
10.2 單穩態觸發器 293
10.2.1 由門電路組成的單穩態觸發器 293
10.2.2 集成單穩態觸發器74121 297
10.3 多諧振蕩器 298
10.3.1 門電路組成的多諧振蕩器 298
10.3.2 施密特型多諧振蕩器 300
10.3.3 石英晶體振蕩器 301
10.4 定時器555及其應用 303
10.4.1 定時器555的基本工作原理 303
10.4.2 定時器555組成施密特觸發器 304
10.4.3 定時器555組成單穩態觸發器 305
10.4.4 定時器555組成多諧振蕩器 305
10.5 應用電路舉例 306
小結 310
思考題 310
習題 310
1章 數模與模數轉換器 312
11.1 數模轉換器 312
11.1.1 權電阻D/A轉換器 313
11.1.2 輸齣電壓型R/2R電阻網絡D/A轉換器 314
11.1.3 輸齣電流型R/2R電阻網絡D/A轉換器 316
11.1.4 電阻串型D/A轉換器 317
11.1.5 D/A轉換器的技術指標 318
11.2 模數轉換器 321
11.2.1 並行A/D轉換器 321
11.2.2 流水綫型A/D轉換器 322
11.2.3 雙斜率A/D轉換器 323
11.2.4 △一∑型A/D轉換器 325
11.2.5 逐次比較式A/D轉換器 327
11.2.6 A/D轉換器的技術指標 328
小結 329
思考題 330
習題 330
2章 數字外圍電路 333
12.1 常用的開關量輸入電路 333
12.1.1 按鍵電路 333
12.1.2 光耦隔離輸入電路 336
12.2 LED顯示電路 339
12.3 數字驅動電路 341
12.3.1 采用三極管或場效應管驅動繼電器 341
12.3.2 其他數字輸齣接口電路 344
12.4 常用的數字實驗電路 347
小結 348
思考題 348
習題 349
3章 學習使用QUARTUSⅡ軟件 350
13.1 圖形輸入法設計數字電路 350
13.2 Verilog HDL輸入法 358
13.3 Verilog HDL設計數字係統 360
附錄 數字電路大型作業與數字電子産品開發 364
F.1 大作業題目 364
F.2 大作業論文的寫作 369
參考文獻 372

作者介紹

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文摘

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序言

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《電路中的智慧之光：數字信號的奧秘與實踐》 在信息爆炸的時代，我們每天都在與數字信號打交道。從手機的通信，到電腦的運算，再到傢用電器的智能化，數字電子技術無處不在，深刻地影響著我們的生活。然而，當我們撥開這些日常現象的錶象，深入探究其背後驅動的原理時，會發現一個充滿邏輯、嚴謹而又迷人的世界——數字信號的世界。 《電路中的智慧之光：數字信號的奧秘與實踐》並非一本枯燥的理論教科書，它是一次引領讀者穿越數字電子技術迷宮的探索之旅。本書緻力於揭示數字信號的本質，剖析其在現代電子係統中的核心作用，並通過豐富的實例和實踐，幫助讀者建立起紮實的理論基礎和卓越的工程實踐能力。我們相信，理解數字信號，就是掌握現代科技的脈搏，解鎖未來無限的可能性。 本書的核心內容與結構： 本書的編寫脈絡清晰，循序漸進，旨在為不同層次的讀者提供最適宜的學習路徑。 第一部分：數字信號的基石——二進製的世界 我們首先從最基本的概念入手。與我們日常使用的十進製不同，數字電子係統依賴於二進製——由0和1兩種狀態構成的語言。本書將深入淺齣地解釋二進製數的錶示方法、運算規則，以及它如何巧妙地映射到電子電路中的電壓高低或電流的有無。我們將探討數製轉換的技巧，讓讀者能夠自如地在不同數製間切換。此外，我們還會介紹數字信號的量化和編碼概念，闡明模擬信號是如何被轉化為離散的數字信號，以及不同編碼方式的優缺點，為後續深入理解數字信號的處理奠定基礎。 第二部分：邏輯的藝術——布爾代數與邏輯門 一旦我們理解瞭二進製，接下來就要學習如何對這些二進製數進行邏輯運算。布爾代數是數字邏輯設計的基石，它提供瞭一套完備的規則來描述和簡化邏輯函數。本書將詳細介紹布爾代數的基本公理、定理，並通過實際的邏輯運算示例，展示如何利用這些規則對復雜的邏輯錶達式進行化簡。 在此基礎上，我們將引入最基本也是最重要的數字電路構建模塊——邏輯門（Logic Gates）。我們將逐一剖析“與”（AND）、“或”（OR）、“非”（NOT）等基本邏輯門的工作原理、邏輯符號和真值錶。接著，我們將介紹組閤邏輯門，如“與非”（NAND）、“或非”（NOR）、“異或”（XOR）等，並強調它們在設計中的重要作用，特彆是NAND和NOR門作為“通用門”的概念。通過大量實際的邏輯電路圖分析，讀者將能夠清晰地理解這些邏輯門是如何協同工作的，以實現各種復雜的邏輯功能。 第三部分：電路的構建——組閤邏輯電路設計 掌握瞭邏輯門的基本原理後，我們將進入組閤邏輯電路的設計。組閤邏輯電路的輸齣僅取決於當前的輸入，不受過去輸入的影響。本書將引導讀者學習如何根據給定的邏輯功能需求，設計齣相應的組閤邏輯電路。我們將介紹兩種主要的設計方法： 真值錶法： 從輸入輸齣關係齣發，列齣真值錶，然後通過卡諾圖（Karnaugh Map）等方法進行邏輯化簡，最終得到最簡的邏輯錶達式，並據此構建電路。 邏輯錶達式法： 直接根據邏輯描述列齣邏輯錶達式，然後利用布爾代數進行化簡，再轉化為電路。 我們將深入講解卡諾圖的繪製與化簡技巧，這是組閤邏輯電路設計中非常實用且高效的工具。此外，還會介紹一些典型的組閤邏輯電路，如編碼器（Encoder）、譯碼器（Decoder）、多路選擇器（Multiplexer）和數據分配器（Demultiplexer），並分析它們在實際係統中的應用，例如在數據選擇、地址譯碼等場景。 第四部分：記憶的奧秘——時序邏輯電路設計 與組閤邏輯電路不同，時序邏輯電路的輸齣不僅取決於當前的輸入，還與電路的“狀態”有關，也就是說，它具有記憶功能。時序邏輯電路是構成存儲器和各種順序控製係統的關鍵。 本書將詳細闡述時序邏輯電路的基本組成單元：觸發器（Flip-Flop）。我們將重點介紹不同類型的觸發器，如SR觸發器、D觸發器、JK觸發器和T觸發器，深入理解它們的構成原理、工作特性（如時鍾信號的作用、觸發條件、建立時間、保持時間等）。 在此基礎上，我們將進一步探討時序邏輯電路的設計方法。我們將從狀態圖和狀態錶齣發，描述時序邏輯係統的行為，然後將狀態進行編碼，設計相應的組閤邏輯部分（用於生成下一個狀態和輸齣）和觸發器（用於存儲當前狀態）。我們將重點分析和講解兩大類時序邏輯電路： 同步時序邏輯電路： 所有觸發器的時鍾信號都來自同一個時鍾源，動作同步。 異步時序邏輯電路： 觸發器的動作不受統一時鍾的約束，可能存在競爭與冒險等問題，設計和分析更復雜。 本書將通過豐富的實例，如計數器（Counter）和移位寄存器（Shift Register）的設計，讓讀者深刻理解時序邏輯電路的工作原理及其在數據處理、序列生成等方麵的應用。 第五部分：數據處理與存儲——存儲器與接口技術 數字電子技術的核心在於數據的處理和存儲。本部分將深入介紹各種存儲器的工作原理和應用。我們將從最基礎的存儲單元——觸發器講起，然後擴展到更復雜的存儲結構。 寄存器（Register）： 簡單的數據存儲單元，用於暫存數據。 隨機存取存儲器（RAM）： 包括靜態RAM（SRAM）和動態RAM（DRAM），分析它們的讀寫操作和基本結構。 隻讀存儲器（ROM）： 包括PROM、EPROM、EEPROM等，理解它們的非易失性存儲特性。 我們將探討這些存儲器是如何被組織和訪問的，以及它們在計算機係統中的作用。 此外，我們還將觸及數字係統中的接口技術。在一個復雜的數字係統中，不同的模塊需要進行通信和數據交換。本書將介紹一些基本的接口原理，如並行接口和串行接口，以及它們在數據傳輸中的作用。 第六部分：實踐齣真知——數字電路的實際應用與案例分析 理論的學習最終是為瞭解決實際問題。《電路中的智慧之光：數字信號的奧秘與實踐》強調動手實踐的重要性。本部分將精選一係列具有代錶性的數字電路應用案例，涵蓋從簡單的電子遊戲邏輯到更復雜的控製係統。 我們將通過這些案例，引導讀者將所學的知識融會貫通，學會如何分析實際的數字電路係統，理解其工作流程，並可能進行簡單的設計或故障排查。這些案例將是學習成果的有力檢驗，也是激發讀者進一步探索數字電子技術潛力的重要環節。例如，我們可以分析一個簡單的數字時鍾的構成，一個交通信號燈控製器的邏輯設計，或者一個基本的微控製器外圍電路的工作原理。 本書的特色與價值： 循序漸進，邏輯清晰： 從最基本的二進製概念，到復雜的時序邏輯設計，每一步都建立在前一章的基礎上，確保讀者能夠紮實掌握。 理論與實踐相結閤： 豐富的圖示、詳細的例題和貼近實際的案例分析，幫助讀者將抽象的理論轉化為具體的理解和操作能力。 強調工程思維： 在講解邏輯化簡、電路設計時，始終貫穿著工程上的效率、成本和可靠性考量，培養讀者的工程意識。 語言生動，通俗易懂： 避免使用過於晦澀的專業術語，力求用最直觀、最易懂的方式解釋復雜概念。 覆蓋麵廣，實用性強： 涵蓋瞭數字電子技術中最核心、最基礎的內容，為讀者深入學習更高級的主題（如微處理器、FPGA等）打下堅實基礎。 目標讀者： 本書適閤以下人群閱讀： 高等院校電子信息工程、計算機科學與技術、自動化等相關專業的學生。 對數字電子技術感興趣的業餘愛好者和技術開發者。 希望係統性瞭解數字信號工作原理的工程師和技術人員。 《電路中的智慧之光：數字信號的奧秘與實踐》不僅僅是一本書，它更是一扇通往數字世界的大門。通過閱讀本書，您將能夠深刻理解那些驅動現代科技運轉的“智慧之光”，掌握構建未來數字係統的基本工具，並在這個日新月異的時代，擁有更廣闊的視野和更強大的創造力。我們期待與您一同踏上這段精彩的數字探索之旅。

評分☆☆☆☆☆

這本《數字電子技術基礎》真是讓人又愛又恨。初次捧讀，就被它那嚴謹的邏輯和詳盡的講解所吸引。書中的電路圖繪製得非常清晰，每一個邏輯門和組閤電路的分析都深入淺齣，對於初學者來說，簡直是打開瞭一扇通往數字世界的大門。特彆是關於布爾代數和卡諾圖化簡的部分，作者的講解方式非常獨特，用瞭很多貼近生活的比喻，讓人很快就能掌握那些抽象的數學概念。我記得我第一次嘗試自己設計一個簡單的譯碼器時，就是完全依靠書中的範例和步驟一步步摸索齣來的，那種成就感是無與倫比的。然而，隨著深入學習，難度也隨之攀升。進入到時序邏輯電路和存儲器的章節後，復雜的狀態圖和時序波形的分析開始讓人感到吃力。有些地方的公式推導過於跳躍，如果基礎不夠紮實，很容易在中途迷失方嚮，需要反復對照前麵的章節纔能理解透徹。總的來說，它是一本紮實的基礎教材，但對讀者的自學能力和耐心提齣瞭不小的考驗。

評分☆☆☆☆☆

我花瞭整整一個暑假啃完瞭這本書，最大的感受是“乾貨滿滿，但閱讀體驗略顯枯燥”。這本書的優點在於其內容的廣度和深度都達到瞭一個很高的水準。它不僅涵蓋瞭數字電路設計的基礎知識，還觸及瞭一些前沿的領域，比如可編程邏輯器件（PLD）的初步介紹，這對於想要瞭解行業前沿的讀者來說是非常有價值的。書中的習題設計非常巧妙，很多題目都不僅僅是簡單的公式套用，而是需要結閤實際應用場景進行分析和優化，極大地鍛煉瞭讀者的工程思維。不過，這本書的敘事風格非常“學院派”，語言直白、缺乏文學色彩，更像是一份技術手冊的集閤。閱讀過程中，我常常需要藉助網上的視頻教程來輔助理解那些晦澀難懂的概念，否則光靠文字描述，很難在腦海中構建齣清晰的三維動態圖像。對於那些更偏愛互動式學習或者圖文並茂風格的讀者來說，這本書可能會顯得有些“冷硬”。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書更適閤作為參考書而不是入門教材。我發現它在係統性和連貫性上存在一些小小的瑕疵。比如，在講解完一套完整的數字係統設計流程後，作者會在後續章節中突然插入一些特定應用領域的案例分析，雖然這些案例本身很有價值，但它們打斷瞭主乾知識的學習脈絡，使得初次接觸這些概念的讀者容易感到知識點散落、不成體係。如果能把這些案例進行更結構化的歸類，也許會更好。這本書的插圖雖然數量不少，但很多示意圖顯得陳舊，並沒有完全跟上現代集成電路設計的發展趨勢，比如對CMOS技術的詳細深入程度，感覺不如一些更新的教材全麵。不過，它在基礎的譯碼器、多路復用器和加法器的邏輯構建上，提供瞭非常清晰和可靠的理論支撐，這一點是值得肯定的。對於需要快速查找某一特定基礎邏輯電路實現方法的工程師來說，這本書的索引係統做得還算不錯。

評分☆☆☆☆☆

要評價這本《數字電子技術基礎》，我必須提到它的“時代感”。這本書無疑是數字電子技術領域經典理論的集大成者，它將晶體管級彆的開關原理和係統級的邏輯功能完美地銜接起來。書中最讓我印象深刻的是關於數製轉換和編碼理論的部分，作者構建瞭一個非常完善的知識體係，從BCD碼到Gray碼，再到七段譯碼器的驅動設計，層次分明，讓人對信息如何在數字世界中錶示和轉換有瞭深刻的理解。然而，可能因為成書年代的原因，它在軟件仿真和EDA工具的使用指導上幾乎是空白的，這在今天的學習環境中是一個明顯的短闆。現在的學生更傾嚮於直接在軟件環境中驗證設計，而這本書更多地依賴於理論推導和手動繪製波形。對於希望將理論立即轉化為實踐操作的動手能力強的學習者來說，他們可能需要自己額外尋找配套的實驗指導書，否則會感覺理論與實踐之間存在一道鴻溝。總體來說，這是一部奠定基石的著作，但要走嚮現代的數字設計，還需要補充現代工具的學習。

評分☆☆☆☆☆

這本書對我而言，更像是一份“武林秘籍”而非教科書。它不是那種溫柔地引導你入門的書籍，更像是直接將你扔進瞭數字電路的深水區，逼著你去學會遊泳。書中對於各種標準芯片（如74係列）的介紹詳盡到瞭令人發指的地步，幾乎涵蓋瞭所有常用器件的邏輯功能和電氣特性，這對於進行硬件仿真和實際搭建電路的讀者來說，是極大的便利。我特彆欣賞作者在討論競爭與冒險問題時的處理方式，他沒有簡單地給齣一個解決方案，而是深入剖析瞭産生這些問題的根本原因——信號傳輸延遲，並提齣瞭多種抑製措施的權衡利弊，這種深入本質的分析，讓人受益匪淺。當然，這種深度也帶來瞭閱讀上的障礙，特彆是在處理超大規模集成電路（LSI/VLSI）的基本原理時，數學模型的使用頻率激增，對於非電子專業齣身的我來說，理解起來相當吃力，需要多次查閱相關的離散數學和微積分知識來打底，否則閱讀體驗會非常糟糕。