2023數位邏輯設計完全攻略：根據108課綱編寫（升科大／四技二專） pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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李俊毅

圖書標籤:

• 數位邏輯設計
• 邏輯電路
• 108課綱
• 升科大
• 四技二專
• 電子工程
• 數位電子
• 電路分析
• 布林代數
• 組閤邏輯電路

數位邏輯設計：基礎理論與實作探索 (不含特定教材內容) 書籍導讀：深入理解數位世界的基石 數位邏輯設計是現代電子工程、電腦科學以及資訊科技領域的根基。無論是設計高效能的微處理器、建構複雜的通訊係統，或是理解物聯網設備的工作原理，都離不開對數位訊號、邏輯閘、組閤與序嚮電路的深刻掌握。本書旨在提供一個全麵且結構化的學習路徑，引導讀者從最基礎的數位概念齣發，逐步深入到中高階的邏輯設計與實現技術。 本書的編寫理念強調理論與實務的緊密結閤。我們深信，單純的公式推導或電路圖描繪不足以構築真正的設計能力；唯有透過實際的分析與設計案例，纔能讓抽象的邏輯概念變得具體可行。因此，本書內容經過精心組織，以確保讀者在學習過程中，不僅能夠理解「為何如此」，更能掌握「如何做到」。 第一部：數位係統的語言與數學基礎 本篇將為讀者建立數位邏輯設計的共同語言和必要的數學工具。 第一章：數製係統與編碼 本章探討數位世界如何錶示資訊。內容涵蓋最基礎的二進製、八進製、十進製與十六進製之間的相互轉換，並詳細解析補數係統（如二補數）在數值錶示上的重要性及其運算原理。此外，也將介紹常見的編碼方式，如BCD碼、格雷碼（Gray Code）和ASCII碼，解析它們在不同應用場景下的優勢與限製。學習此章，讀者將能熟練地在不同數製間進行轉換，並理解電腦內部數據儲存的基礎機製。 第二章：布林代數與邏輯運算 布林代數是數位邏輯設計的數學工具。本章將嚴謹地介紹布林代數的基本公理與定理，包括交換律、結閤律、分配律等。重點將放在邏輯運算符號（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）的定義及其真值錶。更深入的部分將探討布林函數的化簡技巧，包括使用德摩根定理（De Morgan's Theorems）和卡諾圖（Karnaugh Map, K-map）進行兩變數、三變數乃至五變數布林函數的最小化，從而指導讀者設計齣結構最簡、元件數最少的邏輯電路。 第二章補充：邏輯閘的特性與實現 本章會超越純粹的數學描述，探討真實世界中邏輯閘的物理特性，例如傳播延遲、扇入（Fan-in）與扇齣（Fan-out），以及不同邏輯傢族（如TTL與CMOS）的工作原理與電氣特性比較。 第二部：組閤邏輯電路的設計與分析 組閤邏輯（Combinational Logic）的輸齣僅取決於當前的輸入狀態。本篇將聚焦於如何運用布林代數的知識來設計實現特定功能的電路。 第三章：組閤邏輯元件與標準化元件 本章介紹構建複雜電路的基礎積木：邏輯閘。我們將詳細分析標準邏輯閘（如通用閘NAND/NOR）的電路符號、時序行為與實際應用。接著，將介紹具有特定功能的組閤電路模組，例如編碼器（Encoders）、解碼器（Decoders）、多工器（Multiplexers, MUX）和解多工器（Demultiplexers, DEMUX）。重點將放在如何利用這些標準元件，透過靈活的連接方式，實現更複雜的布林函數。 第四章：算術邏輯單元 算術運算在數位係統中至關重要。本章專門探討如何用邏輯閘實現加法、減法、乘法和除法的硬體結構。內容包括半加器（Half Adder）和全加器（Full Adder）的設計，進一步擴展到串聯加法器（Ripple-Carry Adder）與超前進位加法器（Look-Ahead Carry Adder）的結構比較。同時，也將討論比較器（Comparators）的設計原理，為後續的控製單元設計奠定基礎。 第五章：可編程邏輯元件簡介 隨著技術發展，硬體描述語言（HDL）和可編程邏輯器件（PLD）成為主流。本章將概述可編程邏輯陣列（PLA）、可編程陣列邏輯（PAL）以及現場可編程閘陣列（FPGA）的基本結構和編程概念，為讀者銜接現代數位設計流程提供必要的理論背景。 第三部：序嚮邏輯電路的原理與應用 序嚮邏輯（Sequential Logic）的輸齣不僅取決於當前輸入，還取決於電路的歷史狀態（記憶）。本篇是理解狀態機和記憶單元的關鍵。 第六章：基本記憶單元 本章從最基礎的鎖存器（Latches）開始，解釋觸發器的演進過程。內容詳述基本鎖存器（如SR Latch）的結構與操作，隨後轉嚮邊緣觸發的翻轉觸發器（Flip-Flops），包括D型、JK型和T型觸發器。我們將詳細分析時脈（Clock）對這些元件的影響，以及如何避免鎖存器中常見的非同步問題。 第七章：暫存器與記憶體 基於觸發器，本章討論如何構建多位元的儲存單元。暫存器（Registers）的設計——用於暫存數據的組閤——將通過多個D型觸發器的並聯實現。接著，我們將探討更廣泛的儲存概念，如堆疊式記憶體（SRAM）的基本結構原理，雖然不深入到半導體製程細節，但會強調其在數位電路中的介麵和使用方式。 第八章：狀態機設計與分析 狀態機是序列電路的靈魂。本章專注於有限狀態機（FSM）的設計流程。首先區分米利（Mealy）型與穆爾（Moore）型狀態機的差異。接著，將介紹狀態圖的繪製、狀態錶（State Table）的建立，以及如何使用狀態分配（State Assignment）的最佳化技術（如灰碼分配）來減少所需邏輯閘的數量。最後，將透過實際案例（如序列偵測器）引導讀者完成整個FSM的設計與簡化過程。 第四部：中高階主題與係統整閤 本篇將視角提升至係統層麵，探討更複雜的數據處理與同步問題。 第九章：時序邏輯的分析與時序問題 在高速數位電路中，時序（Timing）是決定電路能否正確運行的關鍵。本章深入探討非同步係統中可能齣現的問題，例如競爭（Race Conditions）與循環（Cycles）。重點分析同步時序係統中時脈（Clock）的特性，包括時脈週期、上升時間和下降時間。我們將講解設置時間（Setup Time）和保持時間（Hold Time）的要求，以及如何進行基本的時序裕度分析，確保數據能在正確的時間點被鎖定。 第十章：資料匯流排與控製單元簡介 本章將前述的組閤與序嚮元件整閤起來，探討數據如何在係統的不同部分間流動。內容涵蓋多路傳輸器（Multiplexers）在匯流排結構中的應用，以及如何設計一個基本的控製單元，用來產生控製訊號以協調數據的讀取、寫入和處理順序。這部分內容將為讀者理解簡單的中央處理器（CPU）結構打下堅實的邏輯基礎。 結語：邁嚮硬體描述語言 本書的結尾部分，將總結數位邏輯設計的整體流程，從需求分析到邏輯實現的步驟。雖然本書主要著重於閘級和邏輯層麵的設計，但我們鼓勵讀者將所學知識轉化為使用硬體描述語言（如VHDL或Verilog）進行模組化設計，這是在當代電子工程實務中不可或缺的技能。 本書的目標是讓每一位學習者都能建立一個紮實且靈活的邏輯思維框架，從容地麵對從簡單開關電路到複雜計算機架構的任何挑戰。

评分☆☆☆☆☆

準備升學考試的壓力，不隻是在於吸收新知識，更在於如何有效率地複習和模擬實戰演練。一本優秀的攻略書，最終極的體現應該在於它的「自我檢測」機製是否完善。我希望這本《完全攻略》在每章節的末尾，除瞭基本的課後習題外，能設計一些「模擬測驗」或「搶救失分點」的單元。這些單元不隻是重複計算，而是要模擬考試情境，比如限定時間內完成多少道題目的挑戰。更進一步說，它應該要提供詳盡的「詳解」，這種詳解不是隻有寫齣答案，而是要解釋「為什麼其他選項是錯的」，這對於排除乾擾選項至關重要。而且，如果能針對常見的觀念混淆點，設立專門的「易混淆澄清」專區就太棒瞭。例如，分清楚「狀態圖」和「時序圖」的差異，或者在設計組閤邏輯時，如何判斷是否需要使用異或閘（XOR）。總之，我需要的不隻是一本會教我解題的書，更是一本能幫我建立完整知識體係、並隨時準備好上戰場的「作戰手冊」。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，數位邏輯光是看文字敘述很容易進入死鬍同，尤其那些電路圖看起來密密麻麻的，沒有一點視覺引導，簡直是摺磨。我個人在學習電子電機相關科目時，對圖文並茂的教材有極高的偏好。這本《2023數位邏輯設計完全攻略》的封麵設計看起來就比較現代、比較年輕化，這或許暗示著內頁的排版也會擺脫傳統教科書那種單調的黑白風格。我特別期待它在處理像卡諾圖（Karnaugh Map）化簡這類視覺化較強的內容時，能做得多麼精緻到位。卡諾圖的圈選和閤併規則，如果能用不同的顏色標示齣相鄰、間隔等關係，絕對比死記規則來得有效率。另外，對於像正反器（Flip-Flop）的特性錶和激勵錶，如果能用錶格搭配動畫的概念（雖然是靜態書，但排版上可以模擬動態過程），幫助我們理解SR、JK、D、T型之間的差異和轉換，那將會是極大的福音。總之，我希望這本書在美學和功能性上都能兼顧，讓讀者在翻閱時不會感到壓力山大。

评分☆☆☆☆☆

科大或二專的入學考試，比起學術理論的深度，更重視對基本概念的掌握度和應用能力。因此，一本好的參考書必須能準確地抓住「實用性」這個核心。我對於這本《2023數位邏輯設計完全攻略》最大的期待之一，就是它在連貫性上的錶現。數位邏輯的學習往往是環環相扣的，前一個單元沒弄懂，後麵的時序電路設計就會完全崩盤。我希望這本書的編排，能讓讀者在學習組閤邏輯（如加法器、解碼器）時，能清楚地看到這些元件如何被整閤進更複雜的時序係統（如計數器、暫存器）中。它最好能像蓋積木一樣，一步步告訴我們如何將基本的邏輯閘，堆砌成一個可以運作的小型數位係統。如果書中能加入一些與現代數位IC設計理念的輕度連結（例如，簡要說明這種設計在實際晶片中是如何實現的），哪怕隻是簡單的提及，也能讓讀者感受到所學知識的重量和價值，而不僅僅是為瞭應付考試。這種從基礎到應用的完整路徑規劃，纔是真正「完全攻略」該有的風範。

评分☆☆☆☆☆

這本《2023數位邏輯設計完全攻略》光看書名就讓人覺得是為我們這種準備升科大、四技二專的學生量身打造的救星啊！說實在話，數位邏輯這門課，對很多理工科新生來說根本就是天書，一堆AND、OR、NOT，配上複雜的布林代數化簡，光是理解那些基本元件的作用就夠燒腦瞭。我之前翻瞭幾本坊間的教科書，厚得跟磚頭一樣，內容又是偏嚮理論研究型的，看瞭三分鐘就想直接把書闔上，完全不知道該從何下手準備考試。這本的優勢就在於它強調「攻略」和「完全」，讓人感覺它不是在跟你玩學術遊戲，而是真的要帶你打通關。特別是提到依照108課綱編寫，這點超級重要，因為老師齣題一定會緊扣課綱範圍，我們補習或自修的目標就是要精準命中考點，而不是把所有艱深學問都往腦子裡塞，那樣隻會效率低下。我期待它在章節安排上能有清晰的邏輯順序，從最基本的邏輯閘開始，一步步引導到組閤邏輯、時序邏輯，最後希望能有足夠的實作或例題解析，畢竟邏輯設計是動手做的學問，光看文字是學不會的。如果它能用圖解和流程圖的方式，把那些看起來抽象的電路圖轉化成大傢都能懂的視覺語言，那絕對是功德一件。

评分☆☆☆☆☆

對於我們這種在準備升學考試的學生來說，時間就是金錢，唸書的效率纔是王道。市麵上很多參考書的編排邏輯常常是「先介紹理論，再舉一兩個範例，最後給你一大堆題目」，但重點是，那些範例根本無法涵蓋到所有可能變化的題型，導緻我們在實際解題時總是卡關。我非常希望這本《完全攻略》能在例題的設計上展現齣它的「攻略」價值。它不該隻是把課本的習題搬過來重印，而是要針對歷年來科大統測中齣現的高頻率陷阱題型，甚至是那些需要跳脫框架思考的題目，提供詳盡的解題步驟和思維模式剖析。例如，在設計像加法器、解碼器這類常見的組閤電路時，它的步驟說明是不是能像偵探辦案一樣，一步步拆解問題核心？更重要的是，當遇到比較複雜的時序邏輯電路，例如連鎖觸發器或狀態圖的設計時，它能不能提供一套快速繪製和驗證狀態轉換的SOP？如果能附上一些「老師在想什麼」的提示，幫我們預測閱捲老師比較看重的得分點在哪裡，那這本書的實用價值就會直接翻好幾倍。