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[美] 威廉·J·戴（William J. Dally） R.柯蒂斯雅 著，韩德强 译

图书标签:

• 数字设计
• 系统方法
• 计算机组成原理
• 数字逻辑
• Verilog
• VHDL
• FPGA
• 数字电路
• 硬件设计
• 系统设计

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111579403

版次：1

商品编码：12207579

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 计算机科学丛书

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：454

内容简介

本书从系统的视角，通过准确、清晰的讲解以及示例和Verilog文件，展示了如何使用简单的组合和时序模块来构建完整的系统。本书共分七部分，不仅涵盖了组合逻辑电路、算术运算电路、时序逻辑电路和同步时序电路等基本的数字逻辑课程的内容，还给出了有限状态机、流水线、接口规范、系统时序、存储系统等计算机组成原理课程的知识。本书适合作为高等院校计算机及相关专业数字设计课程的本科生教材，也可作为微处理器和SoC设计人员的参考书。

作者简介

William James Dally现为斯坦福大学工程学院Willard R. and Inez Kerr Bell教授，曾任计算机系系主任和NVDIA公司首席科学家和副总裁。他和他的研究团队开发的系统体系结构、网络体系结构、信号、路由和同步技术已经广泛应用到当今大的并行计算机中。他有着多年在工业界和学术界工作的经验，曾供职于贝尔实验室、加州理工学院和MIT，还曾为Digital Equipment,、Cray Research 和Intel公司的咨询顾问。他是美国国家工程院院士，IEEE、ACM和AAAS（美国艺术与科学学院）的Fellow。他还曾获得多项荣誉，包括ACM Eckert-Mauchly 奖, IEEE Seymour Cray奖和ACM Maurice Wilkes奖。他已经发表了200多篇论文，拥有75项专利，并是教材《数字系统工程》和《互连网络的原理和实践》的作者。
R. Curtis Harting是斯坦福大学博士研究生。他本科毕业于杜克大学主修电子和计算机工程以及计算机科学。他硕士毕业于斯坦福大学。他的主要研究兴趣在计算机体系结构，关注并行、高性能和节能设计。

目录

出版者的话
推荐语
译者序
前言
第一部分绪论
第1章 数字抽象化
1.1数字信号
1.2数字信号容忍噪声
1.3数字信号表示复杂数据
1-3.1表示一年中的某一天
1.3.2表示减色法
1.4数字逻辑函数
1.5数字电路和系统的Verilog描述
1.6系统中的数字逻辑
小结
文献说明
习题
第2章 数字系统设计实践
2.1设计流程
2.1.1设计规格
2.1.2概念开发与可行性
2.1.3划分与详细设计
2.1.4验证
2.2数字系统由芯片和电路板构建
2.3计算机辅助设计工具
2.4摩尔定律和数字系统演变
小结
文献说明
习题
第二部分组合逻辑
第3章 布尔代数
3.1公理
3.2性质
3.3对偶函数
3.4标准形式
3.5从公式到门电路
3.6用Verilog描述布尔表达式
小结
文献说明
习题
第4章 CMOS逻辑电路
4.1开关逻辑
4.2 MOS晶体管的开关模型
4.3 CMOS门电路
4.3.1基本的CMOS门电路
4.3.2反相器、与非门、或非门
4.3.3复杂门
4.3.4三态电路
4.3.5应避免使用的电路
小结
文献说明
习题
第5章 CMOS电路的延迟和功耗
5.1 静态CMOS门的延迟
5.2扇出和驱动大电容负载
5.3扇入和逻辑功效
5.4延迟计算
5.5延迟优化
5.6连线延迟
5.7 CMOS电路的功率损耗
5.7.1动态功耗
5.7.2静态功耗
5.7.3功率调节
小结
文献说明
习题
第6章 组合逻辑设计
6.1组合逻辑
6.2闭合
6.3真值表、最小项和标准形式
第三部分算术电路
第四部分同步时序逻辑
第五部分实用设计
第六部分系统设计
第七部分异步逻辑
附录
参考文献

《数字设计：系统方法》并非一本关于时下流行的“数字游民”生活方式的书籍。它也不是一本关于如何利用数字工具提升个人效率的指南。更进一步说，它与数字营销、社交媒体策略、或是纯粹的编程技术手册都截然不同。 这本书的核心在于“系统”与“数字设计”的融合，它探讨的是一种基于系统性思维的数字产品与服务设计方法论。它旨在帮助读者理解，在当今高度互联、数据驱动的世界中，如何从宏观的系统层面出发，去构思、设计、实现并优化那些能够真正解决用户需求、创造商业价值，并具备可持续发展潜力的数字解决方案。 这是一本关于“如何思考”和“如何构建”的著作，而非“使用什么工具”或“达到什么特定结果”的速成手册。 核心理念：系统思维在数字设计中的运用 《数字设计：系统方法》首先强调的是“系统”的概念。在数字领域，我们所设计的并非孤立的界面或功能，而是嵌入在复杂系统之中的一部分。这个系统可能包括： 用户生态系统： 用户的行为模式、心理需求、社会关系、使用场景的动态变化。 技术架构： 硬件、软件、网络、数据存储、算法的相互作用与限制。 业务逻辑： 盈利模式、运营流程、市场竞争、战略目标。 社会与伦理环境： 法律法规、文化价值观、隐私保护、数字公平。 书中深入剖析了如何运用系统思维去识别、理解并影响这些相互关联的要素。它鼓励读者跳出“像素”的局限，从“全局”的角度审视设计问题，从而避免头痛医头、脚痛医脚的短视行为，而是致力于构建能够自我调节、适应变化、并产生积极连锁效应的数字解决方案。 从“产品”到“解决方案”的转变 这本书将设计理念从单纯的“产品开发”提升到“解决方案构建”。这意味着设计过程不再仅仅关注产品的可用性、美观性或功能性，而是要围绕用户在特定场景下遇到的问题，构建一套完整的、多层次的数字服务或体验。 例如，设计一个“在线学习平台”不仅仅是开发一个能够上传课程、观看视频的网站。从系统方法的角度来看，它需要考虑： 学习者的动机与痛点： 他们为什么需要学习？学习过程中会遇到哪些障碍？如何激励他们持续学习？ 教师的教学需求： 如何方便地创建和管理课程？如何与学生互动？如何评估学习效果？ 平台的生态构建： 如何吸引更多优质内容？如何建立社区？如何形成正向反馈循环？ 数据驱动的优化： 如何利用用户行为数据来改进课程内容、平台功能、以及个性化推荐？ 长期的可持续性： 如何应对技术迭代？如何处理用户增长带来的运维挑战？如何适应不断变化的市场需求？ 《数字设计：系统方法》将引导读者掌握一套系统性的方法，来解答这些更深层次的问题，从而设计出能够真正满足用户长期需求、并具备强大生命力的数字解决方案。 贯穿设计生命周期的系统方法 书中详细阐述了如何在数字设计的整个生命周期中融入系统方法： 1. 发现与定义阶段： 系统分析： 如何绘制系统图、用户旅程图、服务蓝图，来全面理解问题的复杂性？ 需求探究： 如何超越表面需求，挖掘深层次的动机、痛点与未被满足的期望？ 价值主张定义： 如何清晰地界定设计所要创造的独特价值，以及目标用户群？ 2. 构思与设计阶段： 系统建模： 如何将对系统的理解转化为可执行的设计思路？如何思考功能之间的耦合与解耦？ 体验架构： 如何设计跨越多个触点、多种设备、多重服务的整体用户体验？ 信息架构与交互设计： 如何在系统层面上组织信息，设计直观且高效的交互流程？ 界面设计与视觉传达： 如何通过视觉元素支撑系统逻辑，并传递清晰的设计意图？ 3. 实现与测试阶段： 模块化设计与可扩展性： 如何构建易于维护和扩展的设计系统？ 数据集成与接口设计： 如何确保设计能够顺畅地与后台系统、第三方服务进行数据交互？ 原型验证与可用性测试： 如何在早期阶段通过系统性测试来发现和解决潜在问题？ 4. 部署与优化阶段： A/B测试与数据分析： 如何利用数据反馈来持续迭代和优化设计？ 用户反馈收集与处理： 如何建立有效的反馈机制，并将其转化为设计改进的驱动力？ 长期维护与演进： 如何规划设计系统的未来发展，以适应技术的进步和市场变化？ 设计的伦理与责任 《数字设计：系统方法》并非回避，而是直面数字设计在社会中扮演的角色及其带来的伦理挑战。书中会探讨： 用户隐私与数据安全： 如何在设计中体现对用户隐私的尊重，并采取有效的数据保护措施？ 算法偏见与公平性： 如何识别和避免设计中可能存在的算法偏见，确保数字服务的公平性？ 数字包容性： 如何设计能够被更广泛用户群体（包括有特殊需求的用户）所理解和使用的数字产品？ 可持续设计： 如何从环境、社会和经济的维度考量设计的长期影响，避免不必要的资源浪费和负面社会效应？ 这本书旨在培养读者成为负责任的设计者，能够审慎地思考设计决策带来的潜在后果，并积极地为构建一个更公平、更包容、更可持续的数字未来贡献力量。 目标读者 这本书适用于所有参与数字产品与服务设计与开发的人员，包括： 产品经理/产品设计师： 帮助他们从系统层面理解用户需求和业务目标，构建更具战略性的产品路线图。 用户体验（UX）设计师/用户界面（UI）设计师： 提升他们对整体系统运作的认知，设计出与系统更匹配、更具影响力的用户体验。 前端/后端工程师： 促进设计与技术之间的深度理解与协作，实现更高效、更健壮的系统架构。 创业者/商业领导者： 为他们提供一种全新的视角来审视数字业务的构建与创新，驱动业务的长期增长。 设计教育者与学生： 提供一套扎实、前沿的理论框架和实践方法，为培养下一代优秀的数字设计人才奠定基础。 总结 《数字设计：系统方法》不是一本关于“做什么”的书，而是关于“如何思考”和“如何构建”的书。它提供了一套强大的、跨学科的思考框架和实践指南，帮助读者超越表面的数字化工具和界面，深入理解数字产品与服务背后的系统性逻辑，从而设计出真正有价值、有影响力、且可持续的数字解决方案。这本书将引导读者成为更具前瞻性、更具责任感的数字设计者，能够在这个快速变化的数字时代中，做出更明智、更具深度的设计决策。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对创新和技术发展保持高度关注的读者，我被《数字设计：系统方法》这本书的标题深深吸引。 “系统方法”这个词，在我看来，蕴含着一种严谨、高效且可复制的设计理念，这正是我在当前信息爆炸、快速迭代的数字时代所亟需的。 我希望能在这本书中找到一种能够系统性地解决复杂数字设计挑战的理论框架。 比如，如何从海量的信息中提炼出核心的设计需求？如何构建一个能够支持多方协作、并且易于迭代和优化的设计流程？我对书中可能包含的关于设计原则、设计模式以及设计评估体系的内容尤为期待。 我希望它不仅能指导我如何“做”设计，更能让我理解“为什么”要这样做。 换句话说，我希望它能帮助我建立一种宏观的视角，理解设计决策背后的逻辑和影响，从而能够创造出真正有价值、有影响力的数字产品。 我相信，一个优秀的系统方法，能够显著提升设计的效率和最终的成果质量。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对“数字设计”这个概念的理解比较模糊，总觉得它和传统的设计有所不同，但又说不上来具体在哪里。当我在书店看到《数字设计：系统方法》这本书时，标题中的“系统方法”立刻引起了我的注意。我脑海里immediately联想到的是，这种方法是否意味着一种更加科学、更加可控的设计过程？我期待这本书能从一个非常基础的层面开始，清晰地解释什么是数字设计，以及为什么它需要一套“系统方法”。 我希望它能够帮助我理清那些我之前可能忽略的、或者说是我没有意识到的设计环节。比如，在用户研究和需求分析之后，如何将这些信息转化为具体的设计方案，又如何评估这些方案的优劣，并最终落地执行。我对书中关于“方法论”的介绍非常感兴趣，希望它能提供一些实用的模型或者框架，让我能够套用到自己的学习和实践中。我更希望它能帮助我培养一种“设计思维”，一种能够将复杂问题分解，并找到最优解决方案的能力。

评分☆☆☆☆☆

I’m not a designer by trade, but I've always been fascinated by the underlying logic and structure that goes into creating compelling digital experiences. The title, "Digital Design: A Systematic Approach," immediately struck a chord. It suggests a departure from purely aesthetic considerations and hints at a deeper, more analytical framework. I'm hoping this book will illuminate the often-invisible scaffolding that supports effective digital design. My curiosity lies in understanding how designers move from abstract ideas to concrete, user-friendly interfaces. Does the book delve into the principles of information architecture? How does it approach the challenge of user-centered design in a systematic way? I'm eager to learn about the iterative processes involved, the methods for testing and refinement, and perhaps even the ethical considerations that shape modern digital products. I’m less interested in specific software tutorials and more in the fundamental reasoning behind design decisions. I envision this book as a guide to thinking like a digital designer, equipped with a robust, systematic toolkit.

评分☆☆☆☆☆

这本《数字设计：系统方法》的封面设计就足够吸引人，简约而不失专业感，黑白灰的配色，配合书名简洁的字体，预示着内容定然是逻辑清晰、条理分明。我拿到这本书的时候，首先就被它厚重的质感所吸引，精装的装帧，纸张的触感温润，翻阅时沙沙的声响，仿佛都能感受到作者在其中倾注的心血。我一直对数字设计的领域充满好奇，但总觉得它像一个庞大的迷宫，入口众多，出口却不清晰。这本书的出现，给了我一种“拨云见日”的感觉。我尤其期待书中对于“系统方法”的阐释，在我看来，设计之所以能够成为一门学科，而非仅仅是灵感的堆砌，关键就在于其背后的系统性。这本书是否能够揭示这种系统性的本质，将复杂的数字设计流程梳理成一套可循的脉络？我希望它能提供一套行之有效的思考框架，帮助我理解从概念构思到最终实现的每一个环节，它们之间是如何相互关联、相互支撑的。此外，我也希望书中能够包含一些经典的案例分析，通过实际项目的剖析，来印证理论的有效性，让我能够更直观地感受到“系统方法”在实践中的强大力量。

评分☆☆☆☆☆

我一直对技术与艺术的融合着迷，而数字设计恰好是两者结合的完美典范。这本书的标题《数字设计：系统方法》 immediately caught my eye. The word "systematic" suggests a rigorous and structured approach, which is exactly what I’ve been looking for to elevate my own design understanding. My current work often feels a bit ad-hoc, driven by intuition more than by a clear methodology. I’m eager to see how this book dissects the digital design process into its fundamental components, and how these components interact to form a cohesive whole. I’m particularly interested in the exploration of how different design decisions ripple through the entire project lifecycle. Does it cover the initial research and ideation phases with the same depth as it does the final implementation and testing? I’m also hoping for insights into the tools and technologies that support this systematic approach, and perhaps even discussions on how to adapt these methods to different project scales and constraints. The prospect of gaining a deeper, more analytical perspective on digital design is incredibly exciting.