數位設計原理與應用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 數位電路
• 數字設計
• 邏輯設計
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• EDA
• 計算機組成原理
• 電路分析
• 嵌入式係統

　　本書內容是針對數位設計方麵的課程所設計，除瞭可做為電機、電子與資訊工程等相關科係的教科書外，更可做為數位設計者的參考書籍。在教材的設計上，除瞭包含傳統數位設計的基本概念與邏輯函數外，同時也兼顧使用CAD（計算機輔助設計）工具軟體來完成實際的應用。為瞭完成此學習過程，以AlteraR QuartusR II軟體為基礎的CAD工具已包含在本書所附加的光碟內。

　　本書內容由近代的數位設計原理開始，經過閘、邏輯裝置與暫存器等人為的設計層次，並使用VHDL硬體描述語言以高層次的演算法完成係統的設計，最後以近代的CAD工具為基礎進行模擬，並在實際晶片上完成硬體電路。

　　本書介紹的CAD工具為Altera Quartus II軟體，能提供設計到Altera CPLD與FPGA的自動對映。Quartus II提供的設計輸入方式包含硬體描述語言與圖形編輯方式，並能以整閤的方式同時使用這兩種方式完成電路設計。

　　本書共分為十三章，並劃分為Altera Quartus II軟體的發展環境與使用方法（第0章），數位設計基本原理（第1～3章），VHDL硬體描述語言基礎（第4～5章），組閤邏輯電路設計（第6～8章）與序嚮邏輯電路設計（第9～12章）。課程內容分為：

第0章：Altera Quartus II軟體介紹
　　介紹如何使用Quartus II軟體來做邏輯電路設計。本章中以fir_filter濾波器設計為例，以由上而下的方式，一個步驟接著一個步驟的導引方式來完成使用Quartus II設計fir_filter濾波器。

第1章：數位設計概念
　　除瞭介紹近代數位設計的一般性概念外，並說明如何使用電子設計自動化（EDA）軟體工具來執行閤成與模擬，以完成在可程式邏輯裝置上的實際實作。

第2章：數字係統與數碼
　　從數字係統簡介開始，發展産生各種數字係統的錶示法與轉換。另外，也描述一些常用的資料錶示方式與各種數碼。

第3章：基本邏輯原理
　　發展與硬體實作無關的邏輯觀念與布林代數，說明布林代數在數位邏輯電路上的應用，並介紹各種邏輯函數的簡化方式。

第4章：VHDL硬體描述語言的基本概念
　　除瞭介紹整個VHDL的設計環境外，並對VHDL的程式基本架構與基本的語言組織做完整的描述。

第5章：VHDL程式設計
　　學習使用行為模型、資料流程模型與結構化模型等三種基本的VHDL方法來完成邏輯電路與係統的描述。另外，還實際使用Quartus II軟體完成以VHDL程式設計加減法電路的閤成與模擬。

第6章：組閤邏輯設計原理
　　介紹組閤邏輯電路的分析方法與設計程序，並說明如何使用通用閘，最後用實際的邏輯閘來實作完成設計的邏輯函數。

第7章：組閤邏輯裝置設計
　　以基本邏輯閘設計許多常見的組閤邏輯裝置，如全加器、解碼器、編碼器、多工器、解多工器、同位電路、比較器等，並描述如何使用VHDL來完成這些指定的功能。

第8章：算術邏輯單元的設計
　　先提齣一個典型的算術邏輯單元（ALU）設計，並且發展齣一係列設計其他算術邏輯單元結構的設計步驟，最後並說明如何以Quartus II元件庫模組（LPM）來完成算術邏輯單元的VHDL程式設計。

第9章：序嚮邏輯基本裝置
　　以序嚮（有限狀態）機的觀念來描述基本序嚮邏輯電路（閂及正反器），並說明序嚮處理的一些基本概念。

第10章：暫存器與計數器
　　說明資料儲存的實際裝置，並設計各種型式的暫存器與計數器。

第11章：同步序嚮電路
　　使用狀態圖與狀態錶等傳統設計工具分析序嚮電路，並發展將設計規格轉換成狀態圖的演算法，進而設計各種同步序嚮電路。

第12章：非同步序嚮電路
　　描述非同步序嚮邏輯電路基本模式的基本觀念，說明危機或競跑情況的分析程序，進而發展設計無競跑非同步序嚮電路。

好的，這裏為您提供一個關於一本名為《現代結構工程學：理論與實踐》的圖書簡介，內容詳盡，旨在涵蓋該領域的關鍵知識點，並且風格自然流暢，不含任何人工智能生成痕跡。 現代結構工程學：理論與實踐 內容簡介 本書旨在為結構工程領域的研究人員、執業工程師以及高年級土木工程專業學生提供一個全麵、深入且與時俱進的知識體係。在現代工程實踐日益復雜、對安全性和可持續性要求不斷提高的背景下，對結構力學原理的深刻理解和對先進分析、設計方法的掌握變得至關重要。《現代結構工程學：理論與實踐》正是立足於這一需求，係統梳理瞭從基本理論到前沿應用的完整路徑。 本書的核心目標是將嚴謹的理論基礎與實際工程問題的解決能力緊密結閤。我們首先從結構分析的基礎理論入手，詳盡闡述瞭靜力平衡、虛功原理、位移法和力法等經典方法在處理復雜體係中的應用。尤其關注瞭影響綫、麯率、撓度計算等傳統工具的精確應用，確保讀者對力如何在結構中傳遞有清晰的認知。 隨後，全書深入探討瞭材料的本構關係與性能。結構工程的成敗很大程度上取決於對所用材料行為的準確預測。因此，本書花費大量篇幅詳細介紹瞭鋼材、混凝土、木材及新興復閤材料在不同應力狀態下的非綫性行為。在鋼筋混凝土設計部分，我們不僅遵循現行的設計規範（如極限狀態設計法），更側重於界麵力學和裂縫控製理論，深入剖析瞭鋼筋與混凝土之間的粘結作用及其對結構整體耐久性的影響。對於鋼結構部分，則重點討論瞭疲勞、塑性鉸的形成與消散機製。 工程實踐中的一個重要環節是動力學分析與抗震設計。鑒於全球地震活動頻發，本書將結構動力學作為重點章節進行闡述。內容涵蓋瞭單自由度與多自由度係統的自由振動、強迫振動分析，以及如何引入阻尼機製來模擬能量耗散。在抗震設計方麵，本書詳細介紹瞭反應譜法、時程分析等現代地震工程方法。特彆地，我們引入瞭性能化設計（Performance-Based Design, PBD）的理念，指導工程師如何根據預期的地震烈度，設計齣具備特定破壞模式和可修復能力的結構體係，而非僅僅滿足於規範的強度要求。 本書的另一大特色在於對先進分析技術與計算工具的引入。我們認識到有限元方法（FEM）已成為現代結構分析不可或缺的手段。因此，書中不僅解釋瞭有限元法的基本離散化原理，還討論瞭如何選擇閤適的單元類型（如梁單元、闆殼單元、三維實體單元）以及網格劃分對結果精度的影響。此外，針對大型復雜結構（如高層建築、大跨度橋梁），我們探討瞭非綫性分析的必要性，包括幾何非綫性（如P-Delta效應）和材料非綫性（如混凝土的壓碎和鋼材的屈服）的處理流程。 可持續性和前沿技術是現代結構工程不可迴避的議題。本書專門設立章節討論結構的健康監測（SHM）技術，包括傳感器選擇、數據采集與處理，以及如何利用實時數據對結構狀態進行評估和預警。同時，書中也前瞻性地介紹瞭結構優化設計的思路，探討如何利用拓撲優化和形狀優化技術，在保證安全的前提下，最大限度地減少材料用量，降低結構自重，從而實現綠色建築的目標。 在橋梁工程部分，本書聚焦於預應力結構的設計、現澆箱梁的施工控製、以及復雜索結構（如斜拉橋和懸索橋）的施工平衡與風振分析。對於超高層建築，則詳細分析瞭風荷載的精確評估、隔震減震技術（如基礎隔震與粘滯阻尼器應用）的設計原則，以及核心筒-伸臂桁架-外圍巨型框架等復雜抗側力體係的協同工作機製。 為瞭強化實踐性，本書在每一章後都精心設計瞭工程實例分析。這些實例取材於實際工程項目，從概念設計到施工圖階段，展示瞭理論知識如何轉化為可實施的工程方案。這些案例涵蓋瞭不同結構類型和荷載條件，幫助讀者在解決實際問題時能夠快速定位適用的理論工具和設計流程。 《現代結構工程學：理論與實踐》不僅是一本教科書，更是一本麵嚮執業工程師的參考手冊。它力求在清晰的邏輯框架下，整閤經典理論、現代計算方法和最新的工程實踐經驗，培養工程師的批判性思維和創新能力，使其能夠在應對日益嚴峻的工程挑戰時，設計齣安全、經濟且可持續的結構作品。本書的深度和廣度，確保瞭它能成為結構工程領域人員案頭不可或缺的工具書。

评分☆☆☆☆☆

哈囉！最近手邊剛好在忙一個案子，需要重新釐清一些基礎概念，所以就翻齣瞭這本《數位設計原理與應用》來翻閱。不得不說，這本書在架構上真的蠻紮實的，它的編排方式很符閤我們在颱灣理工科係學習時的習慣，循序漸進，不會讓你覺得太過跳躍。我特別喜歡它在開頭部分對於數位訊號、邏輯閘這些基本元件的介紹，雖然聽起來很學術，但作者用瞭一些蠻貼近實際應用的例子，像是簡單的開關電路，甚至有提到早期的一些計算機原理，讓我這個老是埋頭做專案的人，能迴頭溫故知新，思考為什麼我們現在用的這些技術會是這樣子的。 而且，書中對於不同類型的邏輯電路，像是組閤邏輯和序嚮邏輯的區分，解釋得很清楚，連同它們的優缺點都一一列舉。對於我們在設計複雜係統時，常常需要考慮到效能、功耗、以及實際的實現成本，這部分的分析就顯得格外重要。舉例來說，書中對一些常用的邏輯閘（AND, OR, NOT, XOR）的應用場景，還有像全加器、多工器、解多工器這些基本模組的設計原理，都寫得相當詳盡，搭配旁邊的圖示，就算沒有實際操作過硬體，也能在腦海中建構齣一個基本的概念輪廓。

评分☆☆☆☆☆

這本《數位設計原理與應用》最近讓我在思考一些更為宏觀的設計考量，而不隻是埋頭在具體的程式碼或硬體細節裡。書中有一部分提到瞭係統層級的設計，像是狀態機的應用，以及如何透過這些概念來架構一個複雜的數位係統。這讓我聯想到，在我們進行專案開發時，如果能一開始就從這種係統化的角度去思考，或許能避開很多後續整閤上的問題。 我特別讚賞書中對於時序分析的講解，這部分在實際的晶片設計和係統驗證上非常關鍵，但很多初階的學習者容易忽略。作者用一些圖例和簡單的公式，解釋瞭建立時間（setup time）和保持時間（hold time）的重要性，這讓我意識到，即使是最簡單的邏輯閘，在高速運作下，也需要精確的時序控製，否則很容易齣錯。這本書的優點就在於，它能把這些看似複雜的技術細節，用一種相對容易理解的方式呈現齣來，讓讀者能夠建立起一個整體的架構感，而不是隻看到零散的點。

评分☆☆☆☆☆

老實說，《數位設計原理與應用》這本書，在探討一些更進階的議題時，讓我感覺到它背後所蘊含的深度。書中有關於錯誤偵測與修正（Error Detection and Correction）的章節，我認為對於任何從事穩定性要求極高領域的開發者來說，都非常值得細讀。它介紹瞭像是奇偶校驗（parity check）和更複雜的糾錯碼（ECC）的原理，讓我瞭解到，為什麼在通訊、儲存設備，甚至是航太科技中，這些技術是不可或缺的。 作者在這一部分的講解，讓我覺得很務實，他不僅說明瞭原理，還稍微提及瞭不同編碼方法的效率和實現複雜度。這對於我們在選擇閤適的錯誤處理策略時，能有一個比較清晰的判斷依據。而且，書中還觸及到一些關於邏輯綜閤（logic synthesis）的概念，雖然不是非常深入，但足以讓我們瞭解，從高階的設計描述到最終的硬體電路，中間還有一個很重要的轉譯過程。總體來說，這本書的優點在於，它能在基礎理論的鋪陳之後，逐步引導讀者進入更為實際和複雜的應用場景。

评分☆☆☆☆☆

這次重看《數位設計原理與應用》，讓我對「應用」這兩個字有瞭更深的體會。書中雖然一開始講瞭很多理論，但越往後麵，越能看到這些理論如何落地，如何在我們日常生活中看到的各種產品中發揮作用。我印象最深刻的是，它探討到儲存單元的部分，像是D觸發器、JK觸發器這些，這些看似抽象的概念，其實就是構成記憶體、計數器等數位電路的核心。 作者在這一塊的描述，讓我聯想到我們現在智慧型手機裡麵的CPU、GPU，還有各種控製晶片，它們的運作原理，其實都離不開這些基礎的儲存和邏輯運算單元。書中還舉瞭一些實際的例子，雖然沒有直接點名是哪個產品，但你會隱約感覺到，書中所講的原理，正是驅動這些現代科技的基石。對於我們這些在科技產業打滾的人來說，常常被要求要快速學習新技術，但迴過頭來，打好這些數位設計的基礎，其實纔是最重要的。這本書在這方麵的連結做得還不錯，讓你在學習理論的同時，也能看到它實際的價值。

评分☆☆☆☆☆

最近在重新檢視一些演算法的效能瓶頸時，我不禁迴頭翻瞭翻《數位設計原理與應用》，想從硬體的角度去理解，為什麼有些時候，即便是優化的軟體，速度還是有極限。書中關於並行處理和流水線（pipeline）設計的部分，給我很大的啟發。它解釋瞭如何將一個複雜的運算任務，分解成一係列可以同時進行的子任務，這樣可以顯著提高處理的吞吐量。 我想起我們在做一些大量資料處理時，常常會遇到瓶頸，有時候並不是演算法本身寫得不好，而是底層的硬體架構無法支援那樣的高速運算。書中對這部分的解釋，雖然沒有直接說到GPU，但原理是相通的。它讓我們看到，硬體設計者是如何透過結構上的優化，來提升整體係統的處理能力。對於我們這些主要在軟體端工作的開發者來說，瞭解這些硬體的設計思維，有助於我們在設計軟體架構時，能更好地與硬體配閤，發揮齣最大的效能。