作品名稱:數字邏輯
學校名稱:山東協和學院
參賽隊伍:紅芯
參賽老師:王紅
1.課程背景
今天的中國工廠,一場以數字化、智能化為牽引的創新革命正在進行中。變革背后,蘊藏著中國經濟未來持續升級的動力。眾多企業以及各級政府正瞄準全球最高標準,在新一輪科技革命與產業變革的賽道上加速快跑。
在現代社會中,走到哪里都能看到數字系統的身影。從一個小小的電子玩具到我們每天用到的手機,從我們家里的數字電視到高性能的超級計算機,以及遠在天宮的衛星,數字系統無處不在。
數字邏輯電路課程具有工程實踐性強、教學內容復雜、教學方法多樣、課程內容分化等特點,是電子、電氣類以及信息技術類專業學生學習專業課前必修的一門專業基礎核心課程。該課程的設置在課程體系中發揮著至關重要的作用,與后續要學習的模擬電子技術、單片機原理以及微機原理等專業課程都密切相關。目前,很多高校都在致力于數字邏輯電路相關課程教學的改革和建設工作。
2.課程結構
該課程在介紹有關數字系統基本知識、基本理論、基本電路的基礎上,重點討論數字系統中各種邏輯電路分析與設計的基本方法,以及該領域的發展現狀及最新的技術。設置本課程的主要目的是使學生了解組成數字計算機和其它數字系統的各種基本邏輯電路;能熟練地運用有關知識和理論對各類邏輯電路進行分析;能針對客觀提出的各種設計要求,綜合運用多種方法和技術完成邏輯部件的設計與驗證。通過本課程的學習,加強對學生邏輯思維能力、邏輯抽象能力、解決實際問題能力和創新能力的培養,使學生真正掌握對數字系統硬件進行分析、設計和開發的基本技能,為信息學科培養高素質人才奠定扎實寬厚的學科基礎。
3.課程功能
邏輯代數是這門課程的基礎,知識貫穿于課程的始終。這部分內容主要包括各種邏輯運算、定理及規則,以及邏輯函數的化簡方法等等。跟邏輯運算相對應的是基本邏輯門電路。在邏輯代數的基礎上,應用基本邏輯門電路,可以生成各種典型的組合邏輯部件比如編碼器、譯碼器、加法器、比較器、數據選擇器等等。采用基本邏輯門可以生成觸發器,觸發器是構成時序電路的基本單元。運用觸發器和基本邏輯門,可以生成典型的時序邏輯部件,比如寄存器、計數器、節拍發生器等等。課程涉及知識還包括可編程邏輯器件、綜合運用門電路、邏輯電路和可編程邏輯器,生成更為復雜的數字系統或計算機應用系統。數字邏輯元件的底層原理用到前導課程《電路分析基礎》,后續課程像《單片機》外圍電路和《接口技術》接口設計用到計數器等相關知識,后續課程《計算機組成原理》等課程主要設計計算機內部工作機制,需要應用數字邏輯課中的大量基本邏輯部件知識(如加法器、寄存器等),數字邏輯也是《計算機系統結構》的間接前導課。
為了在數字邏輯電路課程教學中提高課堂的利用率,最終達到提高教學質量的目的,課程組集中討論了整個教學環節,根據教學大綱,結合在線開放平臺的具體知識點內容,有的放矢,統一規劃課堂內容,使得課堂環節起到為學生建立知識體系服務的穿針引線的作用。同時,課程組教師也結合在線開放平臺的成績統計功能,對課程考核方法改革作了討論,制定了新的考核方法。