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本課程為計算機硬體的入門課程，銜接大一的計算機概論與大三的計算機結構與組織，針對數位系統與邏輯電路之原理與應用，進行詳實的解說，使修課同學掌握組成電腦架構基礎元件之關鍵概念，進而理解電腦硬體的發展歷程與未來趨勢，同時配合實驗課程，讓同學有動手做的機會，熟悉電路模擬軟體工具，及基本零組件、電路板之接線與除錯。
能力項目說明
修課學生能理解數位系統與邏輯電路之運作原理與設計方法，對計算機硬體的基本組成元件有基礎的認識，並透過搭配之實驗課程，實際動手進行基本邏輯電路之設計，接線與除錯。
| 教學週次Course Week | 彈性補充教學週次Flexible Supplemental Instruction Week | 彈性補充教學類別Flexible Supplemental Instruction Type |
|---|---|---|
第一週
課程主題: 課程簡介，網路資源，實驗編組
課程內容與指定閱讀：Chapter 1. Introductory Concepts
教學活動與作業：教科書第十二版 https://www.pearsonhighered.com/program/Tocci-Digital-Systems-12th-Edition/PGM168673.html
學習投入時數：課前預習:下載並預習第一章投影片(1 hour)
課後複習:複習第一章投影片、瀏覽網路資源、瞭解實驗規範 (2 hours)
第二週
課程主題: 數字系統、描述邏輯電路
課程內容與指定閱讀：Chapter 2: Number Systems and Codes，Chapter 3: Describing Logic Circuits
教學活動與作業：講授第二三章
1. Circuit maker 載點: http://www.cs.nccu.edu.tw/~whliao/ds2023/cmstudnt.exe
2. Circuit maker 使用手冊: http://www.cs.nccu.edu.tw/~whliao/ds2023/cm_usermanual.pdf
安裝及測試電路模擬軟體Circuit maker
學習投入時數：課前預習:下載並預習第二、三章投影片(2 hours)
課後複習:複習第二、三章投影片，下載、安裝及測試電路模擬軟體Circuit maker (3 hours)
第三週
課程主題: 組合式邏輯電路
課程內容與指定閱讀：Chapter 4 Combinational Logic Circuits
教學活動與作業：講授第四章，作業一
學習投入時數：課前預習:下載並預習第四章前半段投影片(2 hours)
課後複習:複習第四章前半段、作業一(3 hours)
第四週
課程主題: 組合式邏輯電路：數位邏輯IC之特性
課程內容與指定閱讀：Chapter 4 Combinational Logic Circuits：Digital IC Characteristics
教學活動與作業：講授第四章後半段
學習投入時數：課前預習:下載並預習第四章投影片(2 hours)
課後複習:複習第四章(2 hours)
第五週
課程主題: 正反器
課程內容與指定閱讀：Chapter 5: Flip-Flops
教學活動與作業：講授第五章前半段
學習投入時數：課前預習:下載並預習第五章前半段投影片(2 hours)
課後複習:複習第五章前半段(2 hours)
第六週
課程主題: 正反器及相關元件, 硬體描述語言
課程內容與指定閱讀：Chapter 5: Flip-Flops and Related Devices, AHDL(Chapter 3-5)
教學活動與作業：講授第五章後半段，硬體描述語言, 作業二
學習投入時數：課前預習:下載並預習第五章, AHDL投影片(3 hours)
課後複習:複習第五章、AHDL, 作業二(5 hours)
第七週
課程主題: 數位系統的四則運算
課程內容與指定閱讀：Chapter 6. Digital Arithmetic: Operations and Circuits
教學活動與作業：講授第六章，期中考前複習，作業三
學習投入時數：課前預習:下載並預習第六章投影片(2 hours)
課後複習:複習第六章、作業三(6 hours)
第八週
課程主題: 計數器
課程內容與指定閱讀：Chapter 7. Counters and Registers: Counters
教學活動與作業：檢討考卷，講授第七章前半段
學習投入時數：課前預課前預習:下載並預習第七章前半段投影片(2 hours)
課後複習:複習第七章前半段、實際練習Counter design(3 hours)
第九週
• 期中考
第十週
課程主題: 暫存器，硬體描述語言
課程內容與指定閱讀：Chapter 7. Counters and Registers: Registers, AHDL(Chapters 6,7)
教學活動與作業：講授第七章後半段，AHDL (Chapters 6.7)
學習投入時數：課前預習:下載並預習第七章投影片(2 hours)
課後複習:複習第七章、實際練習Counter design(3 hours)
第十一週
課程主題:數位邏輯IC家族介紹
課程內容與指定閱讀：Chapter 8. Digital IC Families
教學活動與作業：講授第八章
學習投入時數：課前預習:下載並預習第八章投影片 (2 hours)
課後複習:複習第八章(2 hours)
第十二週
課程主題:MSI 邏輯電路
課程內容與指定閱讀：Chapter 9: MSI Logic Circuits
教學活動與作業：講授第九章前半段
學習投入時數：課前預習:下載並預習第九章前半段投影片(2 hours)
課後複習:複習第九章前半段(2 hours)
第十三週
課程主題:MSI 邏輯電路，硬體描述語言
課程內容與指定閱讀：Chapter 9: MSI Logic Circuits, AHDL (Chapter 9)
教學活動與作業：講授第九章後半及相關AHDL語法
學習投入時數：課前預習:下載並預習第九章投影片(2 hours)
課後複習:複習第九章、實際練習AHDL語法(4 hours)
第十四週
課程主題:與類比世界溝通
課程內容與指定閱讀：Chapter 11. Interfacing with the Analog World
教學活動與作業：講授第十一章
學習投入時數：課前預習:下載並預習第十ㄧ章投影片(2 hours)
課後複習:複習第十一章(3 hours)
第十五週
課程主題:記憶裝置, 可程式化之邏輯元件
課程內容與指定閱讀：Chapter 12. Memory Devices, Chapter 13. Programmable Logic Devices
教學活動與作業：講授第十二、十三章
學習投入時數： 課前預習:下載並預習第十二、十三章投影片(3 hours)
課後複習:複習第十二、十三章(6 hours)
第十六週
•彈性授課(專題講座)
第十七週
•彈性授課(複習與整理)
第十八週
•期末考
1. 作業/上課表現 25%
作業共四次，每次 5%, 上課出席與參與程度: 5%
2. 期中考 35% (涵蓋範圍:第一章至第六章)
型式: 簡答題與計算題，以英文出題，可選用中、英文答題
評量項目配分比例
Chapter 1. Introductory Concepts (5%)
Chapter 2 Number Systems and Codes (10%)
Chapter 3. Describing Logic Circuits (15%)
Chapter 4. Combinational Logic Circuits (25%)
Chapter 5. Flip-Flops and Related Devices (25%)
Chapter 6. Digital Arithmetic: Operations and Circuits (20%)
3. 期末考 40% (涵蓋範圍:第七章至第十三章，不含第十章)
型式: 簡答題與計算題，以英文出題，可選用中、英文答題
評量項目配分比例
Chapter 7. Counters and Registers (30%)
Chapter 8. Integrated-Circuit Logic Families (10%)
Chapter 9. MSI Logic Circuits (20%)
Chapter 10. Digital System Projects Using HDL(0%)
Chapter 11. Interfacing with the Analog World (20%)
Chapter 12. Memory Devices (10%)
Chapter 13. Programmable Logic Device Architectures (10%)
*教科書：Tocci Widmer and Moss Digital Systems: Principles and Applications 12th Edition Prentice-Hall Inc. 2017. 新月圖書代理
http://www.cs.nccu.edu.tw/~whliao/ds2024