电子学精修(含电子学概要大意)(下册)

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具体描述

本书由大东海电机类名师团队陈达老师继抢手着作「电子学绝招解题」、「电子学精解」,再次针对国家考试、国营考试精心编授,更进阶精要,共分上下两册,以主题式进行各篇重点主轴说明,期能有效协助考生釐清观念。

  本书延续上册之内容,作者依其丰富教学经验及专业知识,根据最新出题趋势,删除教条式冗长内容,以丰富图文方式说明、醍醐灌顶,协助考生掌握国家考试之电子电路领域。系统性架构有效辅助读者学习,自基本半导体物理、二极体、电晶体、积体电路至放大器等电路应用,次序编列重点精华,使读者能详尽习得电子装置基础知识及应用实例;再辅以引导式范例练习按步骤解题,配合章末之「本章题型演练」,针对各章主题整编必读命题及拟解申论,让读者实战演练、完整学习,轻松迎战电子学考科!

 
好的,这是一份为您的图书《电子学精修(含电子学概要大意)(下册)》量身定制的、不包含该书内容的详细图书简介。 --- 图书名称: 量子计算导论与前沿算法 作者: 李明 著 出版信息: 科学前沿出版社,2024年5月 页数: 约 680 页 定价: 158.00 元 --- 图书简介: 《量子计算导论与前沿算法》 是一部深入浅出、系统全面的著作,旨在为读者构建坚实的量子信息科学基础,并详细剖析当前最活跃和最具前景的量子计算前沿算法。本书不仅是理论研究人员的宝贵参考资料,更是希望跨入量子信息领域、进行实际编程与应用探索的工程师和研究生的理想入门读物。 本书的结构设计充分考虑了读者的学习路径,从基础概念的严谨铺陈,到高级算法的深度解析,层层递进,逻辑清晰。全书分为六大部分共十五章,全面覆盖了从量子力学基础到实用量子算法的构建与应用。 第一部分:量子计算的基石(第1章 - 第3章) 本部分专注于为读者打下坚实的理论基础。 第1章:经典信息与量子信息概述 简要回顾了经典计算模型(如图灵机)的基本原理,并引出信息论在量子背景下的重新定义。本章重点阐述了“比特”与“量子比特(Qubit)”在信息承载能力上的本质区别,强调了量子叠加态和纠缠态在信息处理中的核心地位。 第2章:量子力学基础回顾 并非对传统物理教材的简单重复,而是高度聚焦于量子计算所需的核心数学工具。内容涵盖了希尔伯特空间、算符、本征值与本征向量的表示法。着重讲解了狄拉克符号(Bra-Ket Notation)的精确使用规范,并引入了密度矩阵的概念,为处理开放量子系统和噪声模型做好铺垫。 第3章:量子门与基本线路 本章详细介绍了构建量子线路的基本“乐高积木”——量子门。从基本的泡利门(X, Y, Z)、Hadamard门(H)开始,深入探讨了受控非门(CNOT)作为纠缠源的关键作用。同时,本书提供了通用量子门集的完备性证明,并以图示方式清晰展示了如何通过基本门组合构建复杂操作,如Toffoli门。 第二部分:核心算法的深度解析(第4章 - 第7章) 本部分是本书的核心价值所在,系统地分解了对量子计算领域产生革命性影响的几个关键算法。 第4章:Shor算法的结构与应用 对Shor因子分解算法的每一步进行了细致的剖析,包括模幂运算的经典实现与如何将其转化为高效的量子电路。本章详细阐述了量子傅里叶变换(QFT)在周期寻找中的核心机制,并讨论了该算法对现有公钥加密体系的潜在威胁与实际挑战。 第5章:Grover搜索算法的优化 区别于对Grover算法的表面介绍,本章深入探讨了振幅放大(Amplitude Amplification)技术的数学原理。不仅给出了经典的二次加速的推导过程,还扩展讨论了如何根据问题结构调整迭代次数以达到最优搜索效率,并对比了其在非结构化数据库搜索中的实用价值。 第6章:量子相估计算法(QPE) 本章将QPE置于寻找量子态相位信息的核心地位。详细讲解了如何利用QPE来估算酉算符的特征值,这是许多物理模拟和化学计算的基础。通过具体的电路图和算例,展示了如何将QPE应用于求解哈密顿量特征值的过程。 第7章:量子行走(Quantum Walks) 作为一个与经典随机行走相对立的概念,本章系统比较了离散时间和连续时间量子行走。通过构建简单的格点模型,演示了量子行走如何在特定图结构中展现出比经典行走更快的扩散速度,并探讨了其在图搜索和图同构问题中的应用潜力。 第三部分:近似优化与变分方法(第8章 - 第10章) 针对当前含噪中等规模量子(NISQ)设备的能力限制,本部分聚焦于混合量子-经典算法。 第8章:变分量子本征求解器(VQE) VQE是NISQ时代最重要的算法之一。本章详细介绍了VQE的“量子-经典”闭环结构,包括Ansatz的设计原则(如硬件效率型和化学启发型Ansatz)。重点分析了梯度计算(参数迁移法或参数转移法则)的实现细节,以及如何选择和初始化优化器。 第9章:量子近似优化算法(QAOA) QAOA主要用于解决组合优化问题,如最大割问题(Max-Cut)。本章深入解析了QAOA中“混合”哈密顿量的交替应用机制,即如何通过参数$eta$和$gamma$的迭代来逼近问题的最优解。本章还包含了一个关于Max-Cut问题的详细案例分析。 第10章:量子机器学习导论 本章初步探讨了如何将量子计算应用于机器学习任务。内容涵盖了量子特征映射(Quantum Feature Mapping)的概念,以及如何利用量子核方法(Quantum Kernel Methods)在量子处理器上计算高维特征空间中的相似度。 第四部分:噪声、误差与纠错(第11章 - 第12章) 本部分关注量子计算的现实挑战——噪声和错误。 第11章:量子退相干与噪声模型 系统梳理了主要的噪声来源,包括退相干、退极化以及各种外部干扰。详细介绍了描述这些噪声的数学工具,如平均算符(Process Matrix)和量子过程层析(Quantum Process Tomography, QPT)的基本思想。 第12章:量子纠错码导论 介绍经典纠错码的思想如何映射到量子领域。重点讲解了Shor的9量子比特代码的基本结构和原理,并对更具实用性的表面码(Surface Code)进行了概念性的介绍,包括其二维网格结构和阈值特性。 第五部分:前沿应用探索(第13章 - 第14章) 本部分展望了量子计算在科学前沿的两个主要应用方向。 第13章:量子化学模拟 详细阐述了如何利用量子计算机模拟分子的电子结构问题,包括使用Jordan-Wigner变换等方法将费米子哈密顿量转化为易于在量子计算机上执行的泡利串。对比了基于VQE和相估计算法在精度和资源需求上的差异。 第14章:量子场论的初步探索 探讨了将量子计算应用于模拟量子场论中相互作用的基本模型,如哈密顿量模拟(Hamiltonian Simulation)的基本技术,以及在量子计算机上进行格子规范场理论计算的挑战与初步尝试。 第六部分:工具、仿真与展望(第15章) 第15章:编程实践与未来展望 本章不涉及理论推导,而是侧重于实践指导。详细介绍了当前主流的量子计算软件开发工具包(SDK),如Qiskit、Cirq和PennyLane的基本接口和使用流程,并通过一个完整的实例演示了如何在模拟器上运行一个简单的QAOA程序。最后,对量子计算的近期发展趋势和潜在的量子霸权应用场景进行了审慎的预测。 --- 本书特色: 数学严谨性与工程实用性的完美结合: 理论推导严谨,同时大量配有电路图和代码片段,便于读者从理论直接过渡到实践。 NISQ时代关注: 给予VQE和QAOA等当前设备可运行算法充分的篇幅和深入的分析。 自洽的知识体系: 从量子力学基础到前沿算法应用,形成一个完整的学习闭环,无需过多依赖其他参考资料。 目标读者: 物理学、计算机科学、电子工程及数学专业的本科高年级学生、研究生,以及从事量子信息研究与开发的工程师和研究人员。

著者信息

图书目录

第十二章 讯号处理电路
第一节 本章「重点整理」
12-1 整流器
12-2 定位电路
12-3 倍压电路
12-4 对指数放大器
12-5 乘法器
12-6 类比计算机
12-7 DAC(D/A Converter)
12-8 ADC(A/D Converter)
第二节 本章「题型演练」

第十三章 数位逻辑
第一节 本章「重点整理」
13-1 布林函数(Boolean Function)
13-2 组合逻辑
13-3 记忆元件
13-4 序向电路
13-5 VLSI Implement
第二节 本章「题型演练」

第十四章 JT数位电路
第一节 本章「重点整理」
14-1 电气特性
14-2 RTL
14-3 IIL
14-4 DTL
14-5 TTL(Transistor Transistor logic)
14-6 ECL非饱和逻辑
第二节 本章「题型演练」

第十五章 MOS数位电路
第一节 本章「重点整理」
15-1 Enhancement为负载NMOS电路
15-2 Depletion为负载
15-3 NMOS logic Design
15-4 CMOS电路
15-5 CMOS Logic Design
第二节 本章「题型演练」

第十六章 功率放大器
第一节 本章「重点整理」
16-1 概论
16-2 A类功率放大器
16-3 B类功率放大器
16-4 AB类功率放大器
16-5 温度效应
第二节 本章「题型演练」

第十七章 类比积体电路
第一节 本章「重点整理」
17-1 OP741
17-2 741输入级小讯号分析
17-3 741第二级小讯号分析
17-4 741输出级分析
17-5 小讯号增益
第二节 本章「题型演练」

【附录B】各章相关「题型演练暨解答」
第十二章 「讯号处理电路」
第十三章 「数 位 逻 辑」
第十四章 「BJT 数位电路」
第十五章 「MOS 数位电路」
第十六章 「功 率 放 大 器」
第十七章 「类比积体电路」

【附录C】 105-107年度「电子学」历届试题暨解答:
「电子学大意」:初等考、铁路佐级、地方五等
「电子学概要」:身心四等、铁路员级、普考、原住民四等、地方四等、台北捷运新进人员甄试。
「电子学」:身心三等、铁路高员、高考、台电新进僱用人员甄试、台湾菸酒从业评价职位人甄试、地方三等、升官等(荐任)。
「电路学与电子学」:关务三等、司法、调查局三等、中华邮政新进人员甄试。
「电路学、电子学」:经济部新进职员甄试。


 

图书序言

图书试读

用户评价

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老實說,這本《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》的內容,對於我來說,真的非常具有啟發性。它在講解複雜的電路和系統時,都會有一個「概要」,先讓你了解它的基本功能和在整個系統中的位置。這讓我不會因為一開始接觸到艱澀的細節而感到氣餒,反而能保持學習的動力。我記得在學習通訊系統的基礎時,它先是給了一個「概要」,告訴我通訊系統就是把資訊從一個地方傳到另一個地方,然後再深入講解調變、解調、編碼、解碼等技術。 這種「先做概覽,再做細節」的學習模式,讓我能夠更有效地掌握知識。尤其是在數位訊號處理的部分,它從離散時間系統的基本概念開始,再講到濾波器的設計,像是FIR和IIR濾波器,以及它們的設計方法。書中的講解非常清晰,而且會用圖示來輔助說明,讓我在理解抽象概念時,能夠有具體的圖像。這對於我這種需要透過圖像來理解事物的人來說,非常有幫助。

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這本《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》讓我對電路設計的理解,提升了一個檔次。它在講解每一個電路或系統時,都非常強調其「整體性」,而不是孤立地去看待每一個元件。我尤其喜歡它在「概要大意」的部分,能夠用很精煉的語言,點出這個電路的設計目標和核心原理。然後,再在「精修」的部分,一步一步地帶你完成整個設計過程。 例如,在講到電源供應器的時候,它會先用「概要」的方式,說明電源供應器就是把市電轉換成穩定直流電力的裝置,然後再深入講解它的各個模組,像是變壓器、整流器、濾波器、穩壓器等,以及它們各自的作用和設計考量。這種「從宏觀到微觀」的講解方式,讓我能夠更容易地理解整個系統的架構,並且知道每一個部分在其中扮演的角色。而且,書中對於不同種類的電源供應器,像是線性電源和交換式電源,都有詳細的介紹,讓我能夠了解它們之間的差異和應用。

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我不得不說,《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》在「精修」的部分做得非常出色,每一個細節都力求完美,而且它還能巧妙地融入「概要大意」,讓學習過程更加流暢。我尤其喜歡它在講解一些進階主題,像是數位訊號處理的基礎,像是傅立葉轉換、Z轉換時,都會先給你一個「概要」,讓你了解這些工具的用途,以及它們在解決哪些問題時會派上用場。 這種「先打預防針」的做法,讓我在面對陌生的概念時,心理上沒有那麼排斥。例如,當我看到傅立葉轉換這個詞的時候,一開始是有點害怕的,但書中先用「概要」的方式,說明了它是用來將訊號分解成不同頻率的正弦波組合,這讓我對它的功能有了初步的認識。然後,再逐步深入到數學推導和應用。這種方式,讓我在學習過程中,始終能夠保持一種「我知道我在學什麼」的清晰感,而不是盲目地跟著公式跑。

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哇,這本《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》真是讓我又愛又恨啊!從拿到書的第二天起,我就幾乎是捧著它不放,尤其是在我準備考研究所的那個階段,這本書簡直就是我的救星。一開始,我還在猶豫要不要一次買齊上下冊,畢竟價格不便宜,但事後證明,這絕對是最明智的投資。下冊的內容,雖然名為「精修」,但它更像是一個循序漸進的學習過程,從基礎的數位邏輯設計,一路深入到更為複雜的積體電路原理。我特別喜歡它在講解每一個概念時,總是會回溯到最根本的物理定律,像是半導體材料的特性、PN接面的形成等等,這些看似瑣碎的細節,卻是理解後面複雜電路運作的關鍵。 尤其是數位邏輯的部分,它不是那種死記硬背的章節,而是透過大量的範例,一步一步教你如何從需求分析到最終的電路實現。我記得當時在準備LCM和GCD這兩個概念時,就卡了好久,但書裡用很直觀的圖示和逐步推導,讓我豁然開朗。還有像狀態機的設計,書裡的講解非常清晰,讓我能夠自己動手畫出狀態轉移圖,並進一步設計出實際的電路。當然,後面的積體電路部分,像是MOSFET的各種工作模式、CMOS的設計原理,更是讓我大開眼界。以前只覺得它們是縮小版的電晶體,但這本書深入淺出地解釋了它們的物理行為,以及如何在微小的晶片上實現龐大的功能。

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這次的《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》讓我在面對一些複雜電路設計時,不再感到無從下手。書中對於「概要大意」的處理方式,真的非常巧妙。它不是那種敷衍了事的簡介,而是能讓你快速掌握核心概念,然後再深入探討細節。我尤其喜歡它在介紹像是運算放大器的應用,像是濾波器、振盪器的時候,都會先用「概要」的方式,點出這些電路的核心功能,然後再詳細講解其內部結構和工作原理。 這種「由表及裡」的講解方式,讓我對整個電路有了更全面的認識。例如,在講到濾波器的時候,它會先說明濾波器就是用來選擇特定頻率訊號的,然後再深入到低通、高通、帶通濾波器的具體實現,以及使用不同的元件(像是RC、RLC)會有什麼樣的效果。這讓我不再是死記公式,而是能從更宏觀的角度去理解電路設計。而且,書中的圖解非常清晰,能夠幫助我視覺化地理解電路結構,這對於我這種比較偏重視覺學習的人來說,非常重要。

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說真的,這本《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》讓我在準備期末考的時候,省了不少力氣。它的內容編排非常符合我的學習習慣,就是那種「先有大綱,再填血肉」的模式。在每一章的開頭,它都會先給你一個「概要」,告訴你這一章大概要講什麼,會涉及哪些重要的概念。我尤其喜歡它在講到像類比訊號處理、數位訊號處理的基礎時,都會先用很簡潔的語言,概括出這些領域的核心思想,讓你心裡有個底。 這種「概要」的設計,對於我這種容易被大量資訊淹沒的人來說,簡直是救星。我可以先快速瀏覽完概要,對整個章節有個大致的了解,然後再一個一個細節地深入。例如,在講到ADC和DAC的時候,它先用概要的方式,告訴你ADC就是把類比訊號轉換成數位訊號,DAC就是反過來,然後再深入講解不同類型的ADC和DAC,像是逐次逼近型、快閃型等等,以及它們的優缺點。這種方式,讓我在準備考試時,能夠有重點地複習,而不是漫無目的。

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這本《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》真的太適合我這種「理論派」的讀者了。它在講解每一個觀念的時候,都非常嚴謹,而且會深入到數學和物理的層面。我特別欣賞它在推導公式時,步驟都非常詳細,不會跳躍太多,讓我能夠跟得上。尤其是像是被動元件的頻率響應分析,像是RLC電路的阻抗計算,還有像二極體和電晶體的模型推導,它都做得非常扎實。 我記得當時在研究濾波器設計的時候,書裡面關於頻率響應的數學推導,讓我對濾波器的截止頻率、衰減斜率有了更深的理解。它不僅僅是給你一個公式,而是從微分方程開始,一步一步解出來,讓你明白這個公式是怎麼來的,以及它背後的物理意義。這種嚴謹的態度,讓我在面對一些複雜的電路問題時,能夠更有信心去分析和解決。而且,它也會適時地引入一些進階的概念,像是拉普拉斯轉換,來簡化數學推導,這對於我來說,也是一個很大的學習收穫。

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老實說,這本《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》的厚度,剛開始看的時候確實讓人有點心生畏懼,我還想說,這麼厚一本,我到底要花多少時間才能看完啊?但是,當我真正開始讀下去之後,才發現它的編排邏輯真的很棒。它不是那種把所有東西都塞在一起、讓你眼花撩亂的教科書,而是有很清楚的分章節,每一章節的重點都很明確。我尤其喜歡它在介紹一些進階主題,像是濾波器設計、訊號處理的基礎概念時,都會先給你一個「概要大意」,讓你對整體有個基本的認識,然後再深入細節。 這種「先廣後深」的學習方式,對於我這種在學習過程中容易感到焦慮的人來說,真的太友善了。我可以先大概知道我們要往哪個方向去,有了一個地圖,之後的探索就變得沒那麼盲目。在濾波器的章節,它從一階的RC濾波器開始講起,然後慢慢到二階、更高階的濾波器,還會介紹不同的濾波器類型,像是Butterworth、Chebyshev等等,以及它們各自的優缺點。這部分對於我之後在做專題的時候,非常有幫助,讓我能夠根據不同的應用需求,選擇合適的濾波器。

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這次的《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》真的刷新了我對電子學學習的認知。以往總覺得電子學就是一堆公式和圖表,很難真正理解其背後的意義。但這本書很不一樣,它在講解每一個電路或原理時,都會搭配實際的應用場景,讓你明白為什麼我們要學這些東西,以及這些東西在現實世界中有什麼用。我舉個例子,在講到放大器的時候,它不僅僅是講放大器的增益、頻寬這些參數,還會跟你說,為什麼我們需要放大器,它在音響設備、通訊系統、甚至生物醫學感測器中扮演著什麼樣的角色。 這種「情境式」的學習,大大提升了我學習的興趣和動力。我不再是為了考試而死記硬背,而是真的開始去理解每一個電路設計背後的邏輯和目的。像是書中對於反饋電路機制的講解,就讓我對負反饋如何穩定電路、抑制雜訊有了深刻的認識。它不僅僅是給出了公式,還會用類比的方式,像是「如果系統出現某種偏差,反饋就會產生一個反方向的修正」,這種解釋方式,對於我這種非本科系背景的人來說,更是聽懂的關鍵。

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說實話,在翻開這本《電子學精修(含電子學概要大意)(下冊)》之前,我對「概要大意」這個詞是抱著將信將疑的態度的。畢竟「概要」通常意味著簡略,而「精修」又強調深入,我擔心它會顧此失彼。然而,實際閱讀後,我發現這種組合反而產生了奇妙的化學反應。它就像是給你一顆完整的導航圖,讓你先對整個旅程有個大致的輪廓,知道有哪些重要的景點和岔路,然後再一一深入探索每個景點的細節。 我記得在閱讀前半部分的數位電路時,它先是簡要地介紹了邏輯閘、布林代數的基礎,然後就引導我進入組合邏輯和序向邏輯的設計。那時候,我對於全加器、多工器這些概念,還有些模糊,但書中先用「概要」的方式,說明了它們在做什麼,像是全加器就是用來做二進位加法的,然後再深入到其邏輯電路的推導過程。這種循序漸進的方式,讓我沒有感到壓力,也更容易理解。後面的序向邏輯,像是正反器、計數器,也是依循同樣的模式,先建立整體概念,再深入細節。

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