朱玉成编*的《计算机逻辑与基础》按照计算机 发展的时间和历史，从理论到器件，从简单器件到复 杂器件，由浅到深，详细描述计算机内部各种部件的 原理和应用。本书学术思想新颖全面，很多内容是国 内书上**次出现，主要描述计算机数字和逻辑的基 本原理及理论，如数字与逻辑的概念，数制、运算、 编码和数字系统，逻辑门，布尔代数和逻辑化简，组 合逻辑，组合逻辑电路函数，触发器和相关器件，计 数器，移位寄存器，内存和外存，微处理器、计算机 和总线，数字信号处理，集成电路技术，单片式计算 机，计算机的发展与理论，错误检测与纠错代码。另 外本书还有附录，包括本书关键术语、2的幂次表、 数量级表等，本书的*后是参考文献，以便读者今后 在程序设计和计算机及处理器的设计时查阅。
本书适合作为高等院校计算机专业及相关专业本 科生及研究生的教材，也可以作为自学者和开发者的 参考用书。

　　电子计算机从发明到现在已经跨越了60多年的时间，在此期间计算机的设计理论、电子元器件和软件都经历了一次又一次的改进，产生了翻天覆地的变化。计算机从多柜式计算机发展到单柜式计算机，再发展到单箱式计算机，又发展到单板式计算机，直至发展到单片式计算机。计算机的制造技术和工艺，从电子管发展到晶体管，从晶体管发展到小规模集成电路，再从小规模发展到中大集成电路，到现在发展成线宽只有20～30nm的超大规模集成电路。计算机结构也从控制器、指令译码器、运算器分开的分列式结构发展到以中央处理器(CPU)为中心的集中式结构，现在又发展到以内存为中心，多核处理器的结构，以提高计算机的速度和处理能力，有的发展成阵列式处理器结构以进一步提高计算机的处理能力，也有的发展成为以存储器为中心多处理器的网络结构以满足日益增长网络应用需要。要学习这些现代计算机的设计与编程，学好计算机逻辑与基础是必需的，本书正是为此目的而编写。
本书是为高等院校大学本科生和研究生或高等专科学校计算机科学与技术专业必修课“计算机逻辑与基础”而编写的教材。本书内容，基本上按时间顺序由浅入深，从简单到复杂，详细描述现代计算机中所采用逻辑理论与方法。从二值数字逻辑理论到逻辑器件，从真值表到逻辑函数化简，从组合电路到时序电路，从触发器和相关器件、计数器、移位寄存器到计算机基本运算部件和结构，内存和外存，微处理器、计算机总线，数字信号处理，集成电路技术，单片式计算机，计算机的发展与理论，错误检测与纠错代码，本书都一一加以详细描述。
全书共分16章。第1章，数字与逻辑的概念。描述数字和逻辑的概念，算盘和计算机的发明，数字量和模拟量，二进制数，逻辑电压与波形，基本逻辑运算，逻辑函数，固定逻辑集成电路，可编程集成电路。第2章，数制、运算、编码和数字系统。描述十进制数、二进制数，十进制与二进制数的变换，二进制算术、反码和补码，带符号数的算术运算，十六进制数，八进制数，四进制数，二十进制编码，数字编码与奇偶校验，数字系统应用。第3章，逻辑门。介绍单变量逻辑门非门和跟随器，双变量与门、或门、与非门、或非门、异或门、同或门、大于门、小于等于门、小于门、大于等于门，固定功能逻辑IC门和可编程逻辑器件。第4章，布尔代数和逻辑简化。介绍布尔运算和表达式，布尔代数的定律和法则，逻辑电路的布尔分析，用布尔代数进行化简，布尔表达式的标准形式，布尔表达式和真值表，卡诺图化简法，奎恩马克柯劳斯基（QuineMcCluskey）计算机编程化简算法，线性逻辑空间化简法，可编程逻辑，数字系统应用。第5章，组合逻辑。介绍基本组合逻辑电路，与非门和或非门的通用特征，脉冲波形的逻辑电路运算，可编程逻辑与数字系统应用。第6章，组合逻辑电路函数。介绍基本加法器、基本减法器、并行减法器、并行加减器、并行乘法器、并行除法器、比较器、解码器、编码器、代码转换器、多路转换器、多路复用器、奇偶发生器、校验器及数字系统应用。第7章，触发器和相关器件。介绍锁存器、边沿触发器、主从触发器、触发器运算特征与应用、单次振荡器和555计时器。第8章，计数器。介绍异步计数器、同步计数器、递增或递减同步计数器、同步计数器的设计、级联计数器、计数器译码和计数器应用。第9章，移位寄存器。介绍基本移位寄存器的功能，串行输入串行输出移位寄存器、串行输入并行输出移位寄存器、并行输入串行输出移位寄存器、并行输入并行输出移位寄存器、双向移位寄存器、移位寄存器计数器、移位寄存器应用和关联标注的逻辑符号。第10章，内存和外存。介绍半导体内存、随机存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可编程ROM（PROM和EPROM）、闪存（Flash）、内存扩充、特殊类型的内存、磁性存储器和光学存储器。第11章，微处理器、计算机和总线。介绍微处理器和计算机、微处理器的历史、8086/8088微处理器和奔腾处理器的软件模型、微处理器的指令和编程、中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出端口、中断、直接存储器访问（DMA）、内部系统接口、标准总线。第12章，数字信号处理。数字信号处理基础，将模拟信号转换为数字信号，模数转换方法，数字信号处理器（DSP），数模转换方法。第13章，集成电路技术。介绍集成电路基本的操作特性和参数，CMOS电路，TTL电路，CMOS和TTL的性能比较，发射极耦合逻辑（ECL）电路，PMOS、NMOS和E2CMOS。第14章，单片式计算机。介绍单片式计算机的诞生，单片式计算机的体系结构，中央处理单元，代码内存，数据内存（RAM），操作控制，周边设备，振荡器、频率倍乘器和时钟生成器，单片式计算机的分类，单片式处理器的主要用途，单片式处理器的主要生产厂家。第15章，计算机的发展与理论。介绍单用户计算机和多用户计算机，CPU中心论。内存中心论，存储器中心论，操作系统的发展，操作系统的分类，计算机的运算指令结构理论，中央处理器集成电路引脚理论。第16章，错误检测与纠错代码。介绍错误检测代码，Hamming平均错误检测代码，CRC校验码，MD5算法，SHA算法，Reed和Solomon编码解码。附录部分包括本书的关键术语和相关资料介绍。
本书的每一章末尾都提供本章主要内容的小结，供学生复习回顾，并提供一定数量的习题，供学生练习，教师可以根据情况选择布置作业。书中的附录中有各章的技术术语和相关的数量级表和编码表，供学生计算机编程和计算机设计时使用及参考。
使用本书教学，建议每学期讲课时间为48学时到64学时，即每周3节课到4节课，按每学期20周计算，如每周只有2节课，只能由教师根据需要选择讲述，自行决定。
在本书的编写过程中，得到了浙江大学计算机科学与技术学院各级领导的支持和关怀，在此表示深深的感谢。另外，感谢浙江大学网络中心，为网上资料的查寻提供方便。感谢Intel公司提供相关的技术资料。感谢Microsoft公司提供的Office编辑软件Word和绘图软件Visio。感谢清华大学出版社为本书的出版做出的努力。
本书如有错误或不当之处，欢迎读者不吝指正。

作者朱玉成2015年8月浙江大学玉泉校区

第1章 数字与逻辑的概念
1.1 数字的概念
1.2 算盘的发明
1.3 逻辑的概念
1.4 计算机的发明
1.5 数字量与模拟量
1.6 二进制数的表示形式
1.7 逻辑电平与数字波形
1.8 基本逻辑运算
1.9 逻辑函数
1.10 固定函数集成电路
1.11 可编程逻辑集成电路
1.12 小结
1.13 习题
第2章 数制、运算、编码和数字系统
2.1 十进制数
2.2 二进制数
2.3 十进制数与二进制数的变换
2.4 二进制算术
2.5 二进制数的反码与补码
2.6 带符号的数
2.7 带符号数的算术运算
2.8 十六进制数
2.9 八进制数
2.10 四进制数
2.11 二-十进制编码
2.12 数字编码和奇偶校验
2.13 数字系统应用
2.14 小结
2.15 习题
第3章 逻辑门
3.1 逻辑门简介
3.2 非门
3.3 跟随门
3.4 与门
3.5 或门
3.6 与非门
3.7 或非门
3.8 异或门
3.9 同或门
3.10 大于门
3.11 小于等于门
3.12 小于门
3.13 大于等于门
3.14 固定功能逻辑IC门
3.15 可编程逻辑器件
3.16 小结
3.17 习题
第4章 布尔代数和逻辑化简
4.1 布尔运算和表达式
4.2 布尔代数的定律和法则
4.3 逻辑电路的布尔分析
4.4 用布尔代数进行化简
4.5 布尔表达式的标准形式
4.6 布尔表达式和真值表
4.7 卡诺图
4.8 卡诺图SOP小化
4.9 卡诺图POS小化
4.10 5变量卡诺图
4.11 逻辑代数的计算机程序化简——奎恩-马克柯劳斯基算法
4.12 线性逻辑空间化简法
4.13 可编程逻辑
4.14 数字系统应用
4.15 小结
4.16 习题
第5章 组合逻辑
第6章 组合逻辑电路函数
第7章 触发器和相关器件
第8章 计数器
第9章 移位寄存器
第10章 内存和外存
第11章 微处理器、计算机和总线
第12章 数字信号处理
第13章 集成电路技术
第14章 单片式计算机
第15章 计算机的发展与理论
第16章 错误检测与纠错代码
附录A 本书关键术语
附录B 2的幂次表
附录C 数量级表
附录D 国标区位码表GB2312—80生成程序（QBASIC）
附录E 国标区位三级字库码表GB3生成程序（QBASIC）
附录F Unicode编码表生成程序（QBASIC）
附录G Verilog HDL 快速参考中英文版
附录H VHDL快速参考
附录I Verilog HDL和VHDL的技术术语
附录J 英特尔Pentium 4指令参考
附录K 二值逻辑三变量全逻辑公式表
参考文献