2021年湖北自考数字逻辑课程考试大纲

I．课程性质与设置目的
1．课程性质和特点

    数字逻辑属计算机科学与工程（类）本科重要的专业基础课，本课程的目的是使学生了解和熟悉从对数字系统提出要求开始，一直到用集成电路实现所需逻辑功能为止的整个过程。熟练掌握数字系统逻辑设计的理论和方法，对于从事计算机研制、开发和应用的科技工作者来说是十分必要的。课程的主要内容包括开关理论基础、逻辑门电路、组合逻辑、时序逻辑、ISP技术、数字系统等，它跟踪计算机元器件的发展脚步，介绍新型元器件的基本技术，为后续计算机硬件类课程打下基础，也为深入理解计算机的工作原理提供理论及实践基础。

2．课程要求
    通过本课程的学习，应考者应掌握数字逻辑设计的基本理论和方法、数字逻辑电路的一般原理以及数字逻辑电路的新发展。本课程的核心是学生必须学会数字逻辑电路的基础知识，掌握数字逻辑电路设计和分析的方法步骤，在此基础上能够使用常用的实验素材进行同步时序逻辑电路的设计。掌握集成门电路，触发器和组合逻辑电路等实用性较广的功能部件，为将来实践工作打下坚实的基础。本课程涉及到数学，逻辑学和电子学相关的知识，理论性比较强。
3．与本专业其它课程的关系
    本课程在计算机应用专业的教学计划中被列为专业基础课，其先修课程为普通物理、模拟电子技术和离散数学，后续课程为计算机组成原理、计算机接口技术等硬件课程。数字逻辑作为一门承上启下的基础课程，地位相当重要。本课程的重点是研究数字系统中各种逻辑电路分析与设计的基本方法；难点是各种大中型芯片的分析和组合设计。
II．课程内容与考核目标
第一章  基本知识
一、学习目的与要求
了解数字系统的概念、模拟信号与数字信号的特点；重点掌握二进制、八进制、十进制、十六进制数的计数规律及相互转换，理解机器数的原码、反码、补码三种代码表示及相关转换，理解三种常用BCD码与十进制数的关系及各自特点，以及Gray码、奇偶检验码、字符编码的作用、特点和编码的原理。
二、考核知识点与考核目标
第一节 概述（一般）
1）识记：（1）数字系统的特征；
         （2）数字逻辑电路的类型和研究方法。
第二节 数制及其转换（重点）
1）识记：进位计数制、进位计数制的两个基本因素、二进制数的运算规则。
2）简单应用：数制之间的相互转换。
第三节 带符号二进制数的代码表示（次重点）
1）领会：原码、反码、补码。
2）简单应用：三种码制之间的转换
第四节 几种常用的编码（一般）
1）识记：十进制数的二进制编码、常用的3种BCD码。
2）领会：（1）可靠性编码；
        （2）字符编码。
第二章  逻辑代数基础
一、学习目的与要求
了解逻辑代数中有关逻辑变量，逻辑运算、逻辑函数、最小项和最大项等基本概念；熟练掌握逻辑代数的5条公理、8组定理及三条重要规则；熟悉逻辑函数表达式的不同形式与变换；重点掌握逻辑函数的代数化简法和卡诺图化简法。
二、考核知识点与考核目标
第一节 逻辑代数的基本概念（一般）
1）识记：逻辑代数中的公理。
2）领会：（1）逻辑变量及基本逻辑运算；
        （2）逻辑函数及逻辑函数间的相等；
        （3）逻辑函数的表示法。
第二节 逻辑代数的基本定理和规则（次重点）
1）识记：逻辑代数中的基本定理及规则。
2）领会：（1）基本定理；
        （2）重要规则；
        （3）复合逻辑。
第三节 逻辑函数表达式的形式与变换（次重点）
1）识记：逻辑函数表达式的基本形式。
2）领会：逻辑函数表达式的标准形式。
3）简单应用：逻辑函数表达式的转换。
第四节 逻辑函数的化简（重点）
1）简单应用：（1）代数化简法；
             （2）卡诺图化简法。
第三章  集成门电路与触发器
一、学习目的与要求
了解数字集成电路的类型、分类依据、以及在数字系统中半导体器件工作的开关特性；重点掌握7种常用逻辑门和2种特殊逻辑门的逻辑符号、外部特性及使用方法；了解触发器基本结构和工作原理，熟练掌握基本R-S触发器和四种常用时钟控制触发器的逻辑符号、功能表，次态方程、激励表以及使用方法。对逻辑门电路的内部结构和工作原理只要求作一般了解。
二、考核知识点与考核目标
第一节 数字集成电路的分类（一般）
1）识记：数字逻辑电路的各种分类方法。
第二节 半导体器件的开关特性（一般）
1）：识记（1）晶体二极管的开关特性；
         （2）晶体三极管的开关特性。
第三节 逻辑门电路（重点）
1）识记：（1）常用基本门电路的逻辑符号及表达式；
        （2）TTL集成逻辑门电路、CMOS集成逻辑门电路的各自的特点。
2）领会：（1）TTL集成逻辑门电路的主要外部特性参数；
        （2）正逻辑和负逻辑的概念；
        （3）两种特殊的门电路的特点及应用。
第四节 触发器（重点）
1）识记：（1）触发器的基本特点、逻辑功能及触发器的分类；
        （2）基本R-S触发器的逻辑电路和逻辑符号，逻辑功能的描述；
        （3）常用的时钟控制触发器（R-S、J-K、D、T触发器）的逻辑符号及其逻辑功能的描述。
2）领会：（1）几种常用的时钟控制触发器的工作原理相互转换；
         （2）不同类型的时钟控制触发器相互转换方法。
实验一、集成电路测试：集成逻辑门的主要参数测试和功能测试，集成触发器功能测试。
第四章  组合逻辑电路
一、学习目的与要求
    了解组合逻辑电路的定义、结构和特点；重点掌握组合逻辑电路分析和设计的基本方法；能熟练运用逻辑代数这一数学工具，借助真值表，卡诺图等对各种设计问题进行逻辑描述和简化，并挑选合适的逻辑门电路完成满足设计要求的电路设计；了解实际电路中由于时延问题而引发的竞争现象以及险象的产生。
二、考核知识点与考核目标
第一节 组合逻辑电路分析（重点）
1）识记：（1）组合逻辑电路的基本特点；
         （2）组合逻辑电路分析的一般步骤；
2）简单应用：会对组合逻辑电路进行分析。
第二节 组合逻辑电路设计（重点）
1）识记：（1）逻辑综合的概念；
         （2）组合逻辑电路设计的一般步骤。
2）简单应用：（1）会设计一些简单的组合逻辑电路；
             （2）会对设计中遇到的一些实际问题进行处理。  
3）综合应用：多输出函数的组合逻辑电路的设计
第三节 组合逻辑电路的险象（次重点）
1）识记：险象的产生的原因及消除的方法。
2）简单应用：会对险象进行判断；
实验二、组合逻辑电路：舍入与检测电路的设计，全加/全减器设计。
第五章  同步时序逻辑电路
一、学习目的与要求
    了解时序逻辑电路的定义，结构、特点和分类；重点掌握同步时序逻辑电路分析与设计的基本方法和步骤，能熟练运用状态表、状态图、隐含表、合并图等工具完成同步时序逻辑电路的分析与设计；要求能正确使用逻辑门和触发器构造出实现指定功能的同步时序逻辑电路。本章难点是形成原始状态图、状态化简及确定激励函数的最简表达式。
二、考核知识点与考核目标
第一节 时序逻辑电路概述（次重点）
1）识记：（1）时序逻辑电路与组合逻辑电路的区别；
        （2）描述时序逻辑电路逻辑功能的主要方法。
2）领会：（1）时序逻辑电路的结构特征；
        （2）时序逻辑电路的分类方法；
        （3）时序逻辑电路逻辑功能的描述方法。
第二节 同步时序逻辑电路分析（重点）
1）识记：同步时序逻辑电路分析的一般方法和步骤。
2）简单应用：会对同步时序逻辑电路进行分析。
第三节 同步时序逻辑电路设计（重点）
1）识记：同步时序逻辑电路设计的一般方法和步骤；
2）领会：同步时序逻辑电路设计步骤的各个环节，熟悉各环节中的处理方法，为综合应用部分奠定基础。
综合应用：