《数字逻辑》教学大纲

第20页共20页《数字逻辑》教学大纲《数字逻辑》教学大纲DigitalLogic适用范围：2023本科人才培养方案课程编号：112131924学分：3学时：48开课学期：第二学期先修课程：《计算机科学导论》、《C语言程序设计》适用专业：计算机科学与技术建议教材：杨志忠主编，《数字电子技术根底》，高等教育出版社，2023。开课单位：计算机学院一、课程的性质与任务课程性质：《数字逻辑》是一门应用性很强的技术根底课。通过本课程的学习，学生将具备数字电路的逻辑分析^p与设计的根本知识，掌握数字系统中常用功能部件的应用分析^p、逻辑设计等根本技能，并能根据设计要求，用适宜的集成电路芯片完成各种逻辑部件和较为复杂的数字逻辑系统的设计。为后续课程的学习，如计算机组成原理等打下坚实的根底。课程任务：本课程分为四个局部。第一局部主要介绍逻辑代数根底和根本门电路等根本概念；第二局部介绍组合逻辑电路、触发器、时序逻辑电路的定义及应用；第三局部介绍脉冲产生与整形电路的定义及应用；第四局部介绍数模和模数转换器。通过本课程，在讲解逻辑电路根本概念和根本知识的根底上，培养学生使用各种逻辑分析^p与设计的工程方法和工程工具，学习典型逻辑功能部件的内部构造，掌握其工作原理，可以承当小型数字电路分析^p或设计的简单应用课题。二、课程对毕业要求的支撑关系课程对毕业要求的支撑说明如表1所示。表1课程对毕业要求的支撑关系毕业要求观测点〔关键指标点〕支撑说明1.工程知识：可以将数学、自然科学、工程根底和专业知识用于解决计算机领域的复杂工程问题。指标点1.3：能运用计算机专业知识界定模型的优化方向并寻求模型的优化途径。课程以掌握根本知识、逻辑代数根底、门电路、触发器、数字电路分析^p与设计的根本方法。掌握中规模集成器件的原理与应用、脉冲波形的产生和整形。从而实现对该指标点的支撑。2.问题分析^p：可以应用数学、自然科学、工程科学和专业知识的根本原理，识别、表达、并通过文献研究分析^p计算机领域复杂工程问题，以获得有效结论。指标点2.2：可以针对详细的计算机工程问题选择适宜的数学模型，分析^p其可行性，验证正确性。课程完成组合逻辑电路、时序逻辑电路、中规模集成器件的原理与应用，从而实现对该指标点的支撑。12.终身学习：可以针对详细的计算机工程问题选择适宜的数学模型，分析^p其可行性，验证正确性。指标点12.2：可以利用多种手段获取资料和文献，凝练出问题，明白自己的缺陷，具备进一步把握自己开展方向的才能。课程在完成组合逻辑电路、时序逻辑电路、中规模集成器件的原理与应用，从而实现对该指标点的支撑。三、课程目的德育目的：具有人文社会科学素养、公民道德程度和社会责任感，具有环境保护和可持续开展理念，可以在计算机工程理论中理解并遵守职业道德和标准，可以基于工程相关背景知识进展合理分析^p，评价对社会、安康、平安、法律以及文化的影响，理解并履行责任。课程目的1：掌握数字电路根底知识、逻辑代数根本理论、数字电路根本器件的构造原理和特性以及分析^p与设计的根本方法，能将其应用于复杂数字工程问题的推理分析^p。〔1.3〕课程目的2：理解常用中规模数字集成器件的原理及其在数字系统中的应用，能对复杂数字工程问题进展逻辑分析^p。〔1.3〕课程目的3：能运用数字电路的逻辑分析^p和设计的根本方法，识别和判断数字系统中影响其性能的关键环节。〔2.2〕课程目的4：掌握中小规模数字集成器件的工作原理和应用方法，能对计算机应用领域复杂工程问题中的数字系统进展研究和分析^p。〔12.2〕四、课程学习内容、学习要求与学时分配1.理论学习内容、要求与学时分配表2理论学习内容、要求与学时分配表课程内容学习要求思政元素推荐学时教学方式支撑课程目的一、绪论1.模拟信号与数字信号、模拟电路与数字电路的区别与联络。2.数字量、数制的概念及不同数制的互化。3.二进制数的算术运算。4.根本逻辑运算、逻辑函数的概念及逻辑问题的描绘。5.逻辑函数的常用表示方法：表达式，真值表，逻辑图，波形图；各种表示法的互相转换。1.理解模拟信号与数字信号、模拟电路与数字电路的区别与联络；2.掌握数字量、数制的概念及不同数制的互化，二进制数的算术运算，根本逻辑运算、逻辑函数的概念及逻辑问题的描绘，逻辑函数的常用表示方法：3.表达式，真值表，逻辑图，波形图等表示法及其互相转换。深化体会数字电路的开展就是计算机的开展历程；增强学生科技自信，增强爱国热情。讲授演示二、逻辑代数根底1.逻辑代数的根本公式和常用公式、3个根本规那么〔代入规那么，反演规那么，对偶规那么)。2.最小项的概念及逻辑函数标准。3.逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法。4.无关项的概念以及在逻辑函数化简中的应用。5.理解VHDL语言的构造与编程方法。1.理解VHDL语言的构造与编程方法；2.掌握逻辑代数的根本公式和常用公式，最小项的概念及逻辑函数标准，3.逻辑函数的公式化简法和卡诺图化简法，无关项的概念以及在逻辑函数化简中的应用。引导学生将知识、思想、方法和动机的多样性结合于培养，激发创新意识。讲授演示三、逻辑门电路1.TTL逻辑门电路、三态门的电路构造和逻辑功能。2.常用逻辑门芯片的参数，掌握其使用方法。1.理解常用逻辑门芯片的参数；2.掌握TTL逻辑门电路、三态门的电路构造和逻辑功能其使用方法。用辩证法的否认观来分析^p半导体器件在数字电路中的作用，引导学生正确对待事物开展的新方向，坚持量变与质变相统一，做到创新从根底做起，一步一个脚印讲授演示四、组合逻辑电路1.组合逻辑电路的分析^p方法和设计方法。2.组合逻辑电路的竟争—冒险现象及其产生的原因。3.常用组合逻辑电路的工作原理。4.用中规模的组合功能元件设计组合逻辑电路的方法。1.理解组合逻辑电路的竟争—冒险现象及其产生的原因；2.掌握组合逻辑电路的分析^p方法和设计方法，3.常用组合逻辑电路的工作原理，中规模的组合功能元件设计组合逻辑电路的方法。引导学生正确对待个体与整体的辩证关系，充分发挥个人在创新团队中的作用，在进步团队凝聚力和综合性的同时实现个人创造力和核心力。讲授演示1、2、3、4五、锁存器与触发器1.锁存器、触发器区别及主要应用。2.RS、D、JK、T四种根本锁存器和触发器的工作原理、特性方程及其转换方法。3.根据给定输入信号画出锁存器、触发器的输出波形图。1.理解锁存器、触发器区别及主要应用；2.掌握时序逻辑电路的根本单元—锁存器、触发器的逻辑功能及其工作原理3.根据给定输入信号画出锁存器、触发器的输出波形图。每一个小的努力都有意义，“勿以善小而不为”。讲授演示六、时序逻辑电路1.分析^p和设计时序逻辑电路的一般方法。2.时序电路的自启动特性。3.存放器、移位存放器的功能分析^p。4.计数器的功能分析^p、模块设计与应用。5.中规模时序逻辑功能元件设计时序逻辑电路的方法。1.理解时序电路的自启动特性，中规模的时序逻辑功能元件设计时序逻辑电路的方法；2.掌握分析^p和设计时序逻辑电路的一般方法，存放器、移位存放器的功能分析^p，计数器的功能分析^p、模块设计与应用。理解事物的开展规律，并利用规律进展改造和创新，一定会事半功倍，进步工作效率讲授演示1、2、3、4七、脉冲波形的产生和变换1.单稳态触发器工作原理。2.施密特触发器工作原理。3.多谐振荡器工作原理。4.555定时器等脉冲波形的产生和整形电路的，熟悉几种典型电路。1.掌握单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器工作原理2.555定时器等脉冲波形的产生和整形电路。在理论中不断总结创新经历，深化学习，迎难而上讲授演示八、数模与模数转换器1.根本DAC电路的根本概念以及D/A转换的根本原理。2.常用DAC芯片及其DAC的主要性能参数及芯片选用方法。2.根本ADC电路的根本概念和A/D转换的根本原理，常用ADC芯片及典型应用1.DAC电路的根本概念以及D/A转换的根本原理，2.ADC电路的根本概念和A/D转换的根本原理。引导学生要从辩证唯物角度认识学习过程，理解事物的开展规律讲授演示九、存储器1.存储器的构造特点和工作原理。2.可编程逻辑器件等大规模集成电路的原理、特点和应用。1.理解可编程逻辑器件等大规模集成电路的原理、特点和应用2.掌握存储器的构造特点和工作原理。引导学生不要回绝每一个微小的变化，任何一个微小的变化在某种特定的情况下，都可能形成雪崩效应，改变整个局势。讲授演示2.实验内容、要求与学时分配表3实验内容、要求与学时分配表工程名称实验要求思政元素推荐学时实验类型支撑课程目的TTL集成与非门电路实验查找所用芯片的管脚图，分析^p实验中电路的逻辑功能，掌握电路的连接，排除故障和调试方法。求真务实验证组合逻辑电路实验学习数据选择器实现逻辑函数的方法，掌握电路的连接，排除故障和调试方法家国情怀验证触发器实验要求查找所用芯片的管脚图，掌握RS、JK、D触发器的逻辑功能，并熟悉JK触发器构成计数器的方法，掌握电路的连接，排除故障和调试方法。求真务实验证计数器实验学习计数器的逻辑功能，掌握74ls90构成任意进制计数器的方法，掌握电路的连接，排除故障和调试方法团队合作验证五、课程的考核与成绩评定方式〔一〕考核方式、成绩构成及考核时间本课程成绩由平时考核和期末考核构成，其中平时考核包含课前课堂、作业、期中考试及实验的考核，如表3所示。表3考核方式及占比考核方式考核根据分数成绩构成平时考核课前课堂考勤采用课前预习情况和课堂表现进展考核。其中：课前预习采用超星网络教学平台实现，学生通过平台资对课堂教学内容进展预习，考核成绩由视频预习达成度组成；课堂表现包括课堂主动参与性、课堂练习、课堂讨论等。考勤不计入平时成绩，只作为参加期末考试的资格10%作业基于超星网络教学平台进展线上考核，对任务的完成度和正确性进展考核。5%期中考试总分值100分，考试时间120分钟，考试的试卷题型包括填空、判断、问答、计算以及综述分析^p等类型。5%实验实验内容采用层次递进，本项考核是基于对最终实验任务的完成度和正确性进展10%期末考核根据本课程教学内容及根本要求进展课程组集体命题，要较好地表达计算机科学与技术专业的专业知识、才能和素质的要求，要表达计算机网络的根本理论和相关技术等方面的要求。尽量按章节课时占该课程总课时的大致比例来进展命题。期末考试的试卷题型包括填空、判断、名词解释、简答、计算以及综述等类型。试卷中的根底题、综合题和难度题的分值比例分别控制在60%、30%和10%左右，并以卷面成绩的70%计入课程总成绩。70%表4课程目的在期末考核中占比课程目的1课程目的2课程目的3课程目的4课程目的5比例10%30%30%20%10%表5各种考核方式对课程目的中的支撑权重课程目的毕业要求观测点考核与评价方式合计期末考试课前课堂作业期中考试实验课程目的1观测点1.370%10%5%5%10%100%课程目的2观测点1.370%10%5%5%10%100%课程目的3观测点2.270%10%5%5%10%100%课程目的4观测点12.270%10%5%5%10%100%〔二〕评分标准1.课前及课堂评分标准见表6，实验评分标准见表7。2.作业布置及修改都在超星网络教学平台上完成，评分标准详见作业答案及评分标准，最终成绩取每次作业成绩的平均值。3.期中考试布置及修改都在超星网络教学平台上指定的时间完成，评分标准详见答案及评分标准。4.期末试卷评分标准详见试卷答案及评分标准。表6课前及课堂评分标准评分策略本项总分为100分，占总成绩的10%，即10分。此项共由三局部组成，对课前视频学习完成度、课堂主动参与性考核采用奖励性加分；对听课认证程度采用惩罚性扣分。评分内容课前视频学习完成度〔30分〕听课认真程度及考勤〔20分〕课堂主动参与性〔50分〕评分标准本课程共9章内容，每章视频完成度到达90%即视为完成。每章完成得5分，不完成得0分，本项总计30分。听课认真程度考核无次数限制。1.不扣分：上课过程注意力集中，无扰乱课堂秩序等现象。2.扣分说明：上课注意力不集中、睡觉、玩手机等，每次扣5分。考勤不计入平时成绩，但假设缺勤次数到达5次以上，取消期末考试资格。课堂主动参与性考核无次数限制。1.不加分：上课期间没有积极主动参与课堂过程。2.加分说明：可以积极主动参与课堂教学过程，如课堂练习、课堂讨论、思维导图等，每次得5分，本项最高得50分。表7实验评分标准实验辩论及报告鉴定评分范围辩论时能答复5个所有问题，报告格式标准、内容详实完好。90~100辩论时能答复4个问题，报告格式标准、内容详实完好。80~89辩论时能答复3个问题，报告格式较为标准、内容较详实完好。70~79辩论时能答复2个问题，报告格式较为标准、内容较详实完好。60~69辩论时