《數(shù)字邏輯》 課程教學大綱

《數(shù)字邏輯》課程教學大綱一、課程簡介課程中文名數(shù)字邏輯課程英文名DigitalLogic雙語授課□是R否課程代碼10112003課程學分3.5總學時數(shù)56（含實踐14）課程類別□通識教育課程￡公共基礎課程R專業(yè)教育課程□綜合實踐課程□教師教育課程課程性質(zhì)R必修□選修□其他課程形態(tài)□線上R線下□線上線下混合式□社會實踐□虛擬仿真實驗教學考核方式R閉卷□開卷□課程論文□課程作品□匯報展示□報告□課堂表現(xiàn)□階段性測試□平時作業(yè)□其他（可多選）開課學院大數(shù)據(jù)與智能工程學院開課系(教研室)數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術面向?qū)I(yè)數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術開課學期第1學期先修課程無后續(xù)課程計算機組成原理選用教材閻石等.數(shù)字電子技術基礎[M].北京：高等教育出版社，2006參考書目1.李曉明.電路與電子技術[M].北京：高等教育出版社,20142.楊春玲，王淑娟.數(shù)字電子技術基礎（第2版）[M].北京：高等教育出版社,20153.康華光.電子技術基礎數(shù)字部分[M].北京：高等教育出版社,2009課程資源超星學習通（課程課件、章節(jié)作業(yè)和試題庫）課程簡介本課程是計算機類專業(yè)的一門重要的專業(yè)基礎課程，也是后續(xù)的計算機組成原理等硬件課程的先修課程。課程主要講授數(shù)字邏輯基礎、組合邏輯電路和時序邏輯電路的分析方法和設計方法及基本的實驗技能。通過本課程的學習，使學生熟練掌握數(shù)字電路的基礎理論知識，理解基本數(shù)字邏輯電路的工作原理，掌握數(shù)字邏輯電路的基本分析和設計方法，具有運用數(shù)字邏輯電路初步解決數(shù)字邏輯問題的能力。課程通過實驗使學生獲得感性認識，驗證和鞏固所學的基本理論，加強對基本概念和基本定理的理解；學會觀察實驗現(xiàn)象，記錄和處理實驗數(shù)據(jù)，分析實驗結(jié)果。學生能夠開闊數(shù)字電子技術領域視野，具有不斷學習適應數(shù)字社會和電子技術行業(yè)競爭的意識。二、課程目標表2-1課程目標序號具體課程目標課程目標1掌握邏輯代數(shù)和數(shù)字電子電路的基本理論、基本知識和基本技能，能準確、熟練的分析各類數(shù)字電路問題。并能運用數(shù)理邏輯知識計算和化簡邏輯函數(shù)，分析和設計各類組合邏輯電路和時序邏輯電路。系統(tǒng)地掌握數(shù)字電路的基本知識、基本原理、基本方法，為進一步學習后續(xù)課程打下良好基礎。課程目標2具備分析設計簡單數(shù)字電路的能力，具備分析電路問題、解決電路實際問題以及實踐應用的能力，具有較強的電路自學能力和電路系統(tǒng)分析、設計能力。了解數(shù)字技術的新發(fā)展；理解邏輯電路的分類,原理、能較深刻理解數(shù)字電路的基本分析方法和設計方法，重點掌握組合邏輯和時序邏輯的中、小規(guī)模IC

分析和設計方法，并能比較靈活地加以應用。課程目標3認同計算機類專業(yè)，具有主動參與、積極進取、崇尚科學、探究科學的學習態(tài)度和思想意識；具有良好的學習興趣；具備實事求是的科學態(tài)度與創(chuàng)新精神；開闊數(shù)字電子技術領域視野，能夠通過網(wǎng)絡或其它學習渠道更新電路知識，具有不斷學習適應社會發(fā)展和電子技術行業(yè)競爭的意識。具備家國情懷、社會責任；形成正確的理想信念。表2-2課程目標與畢業(yè)要求對應關系畢業(yè)要求指標點課程目標畢業(yè)要求1：能夠?qū)?shù)學、自然科學、工程基礎、數(shù)據(jù)科學與大數(shù)據(jù)技術專業(yè)知識用于解決大數(shù)據(jù)應用領域的復雜工程問題?！綧】1.3能夠運用數(shù)學、自然科學和專業(yè)知識對大數(shù)據(jù)應用領域相關工程問題進行分析推理，綜合給出適當?shù)慕鉀Q方案。課程目標2畢業(yè)要求2：能夠應用數(shù)學、自然科學、計算機科學和工程科學的基本原理，通過文獻研究、數(shù)學建模、工程經(jīng)驗提煉等方法，在大數(shù)據(jù)應用的構(gòu)思與設計階段，識別、表達、分析大數(shù)據(jù)應用領域復雜工程問題及其解決方法，以獲得有效結(jié)論?！綡】2.1能夠應用數(shù)學、自然科學、計算機科學和工程科學的基本原理，識別、判定和表達大數(shù)據(jù)應用領域中復雜工程問題。課程目標1畢業(yè)要求5：：能夠針對大數(shù)據(jù)應用領域的復雜工程問題，選擇和使用恰當?shù)募夹g、資源和現(xiàn)代工程工具，進行信息表達、建模、設計、模擬、驗證，并能夠在實踐中了解這些工具使用的局限性?！綥】5.1了解大數(shù)據(jù)應用領域常用的軟硬件平臺、數(shù)據(jù)處理工具、現(xiàn)代工程工具和大數(shù)據(jù)框架的使用原理和方法，并理解其局限性。課程目標3三、課程學習內(nèi)容與方法（一）理論學習內(nèi)容及要求表3-1課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應關系序號課程模塊學習內(nèi)容學習任務課程目標學習重點難點教學方法學時1數(shù)理邏輯1.與，或，非三種基本運算和與非，或非，同或，異或等常用邏輯運算，邏輯函數(shù)的真值表，邏輯表達式，邏輯圖，波形圖的表示方法，最小項，卡諾圖表示邏輯函數(shù)。1.拓展閱讀：數(shù)理邏輯歷史。2.完成學習通上邏輯函數(shù)計算和化簡的相關章節(jié)作業(yè)。3.線上學習：學習通上的數(shù)理邏輯部分視頻內(nèi)容。課程目標1重點：邏輯表達式的相互轉(zhuǎn)換。難點：邏輯函數(shù)的化簡。課堂講授：講授邏輯代數(shù)與普通代數(shù)的區(qū)別，讓學生掌握邏輯代數(shù)的各種計算和化簡方法，提高學生邏輯思維能力。小組討論：討論總結(jié)普通代數(shù)和邏輯代數(shù)的異同。82.掌握用公式法和卡諾圖化簡邏輯函數(shù)，具有無關項的邏輯函數(shù)的表示和化簡。課程目標22門電路基礎TTL門電路的基本原理和電氣特性，集電極開路門和三態(tài)門的輸出特點，門電路的正確使用方法。1.拓展閱讀：了解門電路歷史，理解電路的基本原理。課程目標1重點：特殊門電路的原理介紹。難點：門電路的工作原理。視頻學習：引導學生搜索集成電路歷史，了解我國集成電路工業(yè)現(xiàn)狀和艱難歷程，樹立正確的擇業(yè)就業(yè)創(chuàng)業(yè)觀，具有到艱苦地區(qū)和行業(yè)工作的奮斗精神，促進學生樹立科技強國的使命擔當。33組合邏輯電路1.組合邏輯電路的分析和設計方法，競爭-冒險現(xiàn)象。1.完成學習通上的組合邏輯電路相關作業(yè)。2.教材對應部分練習題目。3.線上學習：學習通上組合邏輯部分相關視頻。課程目標1重點：組合邏輯電路的原理。難點：組合邏輯電路的擴展及應用。課堂講授：引導學生全面掌握各類常用組合邏輯電路工作原理。案例教學：以常見各類組合邏輯電路的實際案例介紹來引導學生掌握其工作原理。82．常用組合邏輯電路的原理，擴展及應用。課程目標34觸發(fā)器基本RS觸發(fā)器工作原理，同步觸發(fā)器，主從觸發(fā)器，邊沿觸發(fā)器的動作特點以及RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器的特征方程。1.完成學習通上觸發(fā)器部分的作業(yè)。2.線上學習：學習通上的觸發(fā)器部分視頻內(nèi)容。課程目標2重點：各種類型觸發(fā)器的原理。難點：各類觸發(fā)器的觸發(fā)特點及觸發(fā)方式。案例教學：引導學生正確把握各類觸發(fā)器原理小組討論：引導學生分組討論并總結(jié)各類觸發(fā)器的特點和工作原理。85時序邏輯電路1.時序電路的分析方法。1.個人作業(yè)：教材上的時序邏輯電路分析和設計相關作業(yè)2.線上學習：學習通上的時序邏輯電路部分視頻內(nèi)容課程目標3重點：常用時序電路的原理。難點：時序電路的應用。案例教學：通過實際的計數(shù)器工作原理的介紹來促進學生理解時序邏輯電路。專題討論：引導學生分組討論設計一個數(shù)字鐘。112.常用時序電路的原理與應用。課程目標16模數(shù)、數(shù)模轉(zhuǎn)換1.權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器，倒T形電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器。1.個人作業(yè)：教材上的D/A和A/D轉(zhuǎn)換的相關題目。2.拓展閱讀：了解D/A和A/D轉(zhuǎn)換。課程目標1重點：模數(shù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換的原理。難點：模數(shù)，數(shù)模轉(zhuǎn)換的原理。案例教學：引導學生了解D/A和A/D轉(zhuǎn)換在實際工程中的應用自學：引導學生通過搜索視頻資料學習D/A和A/D轉(zhuǎn)換的工作原理，提高學生自學能力。42.D/A轉(zhuǎn)換器的參數(shù)和性能指標。A/D轉(zhuǎn)換的基本原理，并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器。課程目標1合計=SUM(ABOVE)42實驗學習內(nèi)容及要求表3-2課程目標、學習內(nèi)容和教學方法對應關系序號項目名稱項目來源教學目標（觀測點、重難點）學時數(shù)項目類型要求每組人數(shù)教學方法課程目標1門電路的測試實驗教材1.熟悉各種實驗儀器，增強實驗操作能力和協(xié)作能力，學會分工合作，體會社會主義社會平等、和諧的新型勞動關系，養(yǎng)成正確勞動價值觀和良好勞動品質(zhì)。2驗證性選做2實驗指導課程目標32.驗證門電路的邏輯功能。課程目標13.測試門電路的輸入特性和輸出特性。課程目標22組合邏輯電路的設計工程實踐1.測試中規(guī)模集成電路邏輯器件（編碼器、譯碼器、多路選擇器、多路分配器、三態(tài)器件等）的邏輯功能。3綜合性必做2實驗指導課程目標12.完成裁判電路的設計和實現(xiàn)。課程目標23編碼、譯碼、顯示電路實驗實驗教材1.養(yǎng)成安全、科學規(guī)范實驗操作的習慣，防患于未然，強調(diào)勞動紀律，強化勞動過程管理。3設計研究必做2實驗指導課程目標32.掌握編碼器原理及基本電路，七段譯碼器的邏輯功能和使用。課程目標13.掌握七段顯示器的使用方法，進一步學習組合電路的應用。課程目標24移位寄存器應用實驗教材1.掌握中規(guī)模4位雙向移位寄存器邏輯功能及使用方法。3設計研究必做2實驗指導課程目標12.用移位寄存器的進行簡單電路的設計。課程目標25時序電路設計工程實踐1.驗證計數(shù)器的功能。3綜合性必做2實驗指導課程目標12.設計用置零法和置數(shù)法實現(xiàn)任意進制計數(shù)器。課程目標26A/D和D/A電路測試實驗教材1.測試A/D和D/A轉(zhuǎn)換電路的輸入輸出。2驗證性選做2實驗指導課程目標1合計=SUM(ABOVE)16四、課程考核（一）考核內(nèi)容與考核方式表4-1課程目標、考核內(nèi)容與考核方式對應關系課程目標考核內(nèi)容所屬學習模塊/項目考核占比考核方式課程目標11．基本邏輯運算和常用邏輯運算。模塊146%課堂表現(xiàn)、平時測驗、視頻學習、閉卷考試。2．邏輯函數(shù)的表示方法。模塊13．TTL門電路的基本原理和電氣特性。模塊2/項目14．集電極開路門和三態(tài)門的輸出特點。模塊25．常見組合邏輯電路的原理。模塊3/項目2、36．組合邏輯電路的競爭-冒險現(xiàn)象。模塊37．基本RS觸發(fā)器工作原理。模塊48．同步觸發(fā)器，主從觸發(fā)器，邊沿觸發(fā)器的原理及動作特點。模塊49．RS觸發(fā)器、JK觸發(fā)器、D觸發(fā)器、T觸發(fā)器的特征方程。模塊410．時序邏輯電路特點模塊511．寄存器和移位寄存器的原理模塊5/項目4、512．計數(shù)器的原理模塊5/項目4、513．權(quán)電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器，倒T形電阻網(wǎng)絡D/A轉(zhuǎn)換器。模塊6/項目614．D/A轉(zhuǎn)換器的參數(shù)和性能指標。A/D轉(zhuǎn)換的基本原理，并聯(lián)比較型A/D轉(zhuǎn)換器。模塊6/項目6課程目標21．用公式法和卡諾圖化簡邏輯函數(shù)模塊143%作業(yè)情況、視頻學習、平時測驗、實驗情況和閉卷考試2．具有無關項的邏輯函數(shù)表示和化簡。模塊13．門電路的正確使用方法。模塊24．組合邏輯電路的分析和設計方法。模塊3/項目2、35．時序邏輯電路的分析方法模塊5/項目4、56．寄存器和移位寄存器的應用模塊5/項目4、57．用計數(shù)器構(gòu)成任意進制計數(shù)器的方法模塊5/項目4、5課程目標31．常見組合邏輯電路的擴展及應用模塊311%作業(yè)情況、實驗情況和閉卷考試2．時序邏輯電路的設計方法模塊5表4-2課程目標與考核方式矩陣關系課程目標考核方式考核占比課堂表現(xiàn)及視頻學習8%作業(yè)情況8%實驗情況16%平時測驗8%期末考試成績比例60%課程目標160%10%0%60%60%46%課程目標240%70%80%40%30%43%課程目標30%20%20%0%10%11%（二）成績評定1.平時成績評定（1）課堂表現(xiàn)（20分）：通過學生課堂發(fā)言、提問、小組討論情況，評價學生的課程學習態(tài)度和參與能力、專業(yè)認同感、團隊合作和終身學習意識。（2）作業(yè)情況（20分）：理論課程的閱讀材料和作業(yè)完成情況，主要評價學生的自主學習態(tài)度和學習能力。（3）實驗情況（40分）：實驗課程的實驗項目及實驗報告完成情況，主要評價學生的實際操作能力。（4）平時測驗（20分）：以章節(jié)測驗和階段性測驗兩種方式進行，評價學生當前的學習情況。2.期末成績評定主要考察學生掌握數(shù)字電路的基本概念和基礎知識，對數(shù)理邏輯和數(shù)字電路基礎知識的理解與運用，具備一定自學能力和系統(tǒng)分析、設計能力，用數(shù)字思維分析和設計實際電子電路問題。考試方式為閉卷考試。3.總成績評定總成績由平時成績、期末試卷成績構(gòu)成。總成績（100%）=平時成績（40%）+期末試卷成績（60%）（三）評分標準1.平時成績（1）課堂表現(xiàn)：參與投票、問卷、搶答、選人、討論、隨堂練習及課程視頻/音頻觀看情況等課程活動可以獲得相應分數(shù)。（2）作業(yè)情況：按線下作業(yè)的次數(shù)和完成情況統(tǒng)計