自然而然思维导图
今天看了《逻辑设计基础》的第一章的 1.1 节，觉得真是非常好的导读，它把知识和章节对应了起来，并且有良好的逻辑结构。真的是非常适合总结一下大纲，手非常痒，就总结了一份大纲，顺便画了一张思维导图。遇到这种好文章真是让人开心。
大纲：
文章就不直接在这里放了，可以自己点进去看，是 PDF 版本的。
思维导图：
相比于思维导图，大纲主要侧重于知识结构和章节的对应关系；而思维导图更关注知识结构本身。
另外还有几张做思维导图时候写的草稿。你必须承认速写这一点对于利用转瞬而逝的好状态而言有多么大的价值。我目前还做不到能飞快的做一张电子的思维导图，但是纸上还是可以的，还能做的很好，有那种“重传神”的感觉。
下面贴图，有点大，可以选择不看（笑）。
最后贴 OCR 原文 - 不保证准确性
数字系统广泛应用于计算机、数据处理、控制系统、通信及测量等领域。由于数字系统比模拟系统具有更高的精确度和可靠性，因此以前用模拟系统完成的许多任务现在都采用数字化来实现。
在数字系统中，物理量或信号都被认为是离散值，但在模拟系统中，物理量或信号可以在某个给定的范围内连续变化。例如，数字系统中的输出电压被限定为0V或5V两个值，但模拟系统中的输出电压允许取值为—10V～+10V之间的任何值。
因为数字系统采用离散量工作，在许多情况下，这些系统被设计成在给定的输入下输出结果恰好是正确的。例如，若我们用十进制乘法器将两个5位的十进制数相乘，结果中的10位十进制乘积全部是正确的。但另一方面，模拟乘法器的输出结果却可能存在一个到数个百分点的误差范围，这取决于构建该模拟乘法器的部件的精度。此外，如果我们要求乘积结果为20位而不是10位时所得到的结果也必须是正确的，这时我们可以重新设计数字乘法器，以便可以处理更多的数字位数，可以对输入端输入更多的位数。但由于受到部件精度的限制，对模拟乘法器在精度方面做类似的改进几乎是不可能的。
数字系统的设计大体上可以划分为3个部分—系统设计、逻辑设计和电路设计。系统设计涉及将整个系统划分成若干子系统并确定每个子系统的特性。例如，数字计算机的系统设计涉及内存单元、运算单元及输入输出设备的数量及类型的确定，以及这些子系统之间的互连及控制方式的确定。逻辑设计涉及如何将基本的逻辑功能块互连起来以实现特定的功能。例如，确定如何将所需的逻辑门及触发器互连起来实现一个二进制加法器。电路设计涉及如何确定特定部件之间的连接，例如连接寄存器、二极管和晶体管来形成一个门电路、触发器或其他逻辑功能块。当代大多数电路设计采用集成电路的形式，也就是使用适当的计算机辅助工具在一个硅片上设计和互连各个部件。本书主要专注于讲述逻辑设计及理解逻辑设计过程所必须的基础理论。第18章和第20章涉及系统设计的某些方面，而逻辑门的电路设计将主要在附录A中讨论。
数字系统中的许多子系统以开关电路的形式出现。开关电路具有一个或多个输入端，一个或多个输出端，输入端和输出端都取离散值。在本书中我们将学习两种类型的开关电路—组合电路及时序电路。在组合电路中，输出值仅与当前的输入值有关，而与以前的输入值无关。而在时序电路中，输出值既与当前的输入值有关，也与以前的输入值有关。换句话说，为了决定一个时序电路的输出，必须给定一系列的输入值。因为时序电路必须记住以前的输入值序列的某些信息，因此有人说它具有记忆功能，但组合电路并没有记忆功能。通常时序电路由组合电路及附加的存储元件组成。组合电路比时序电路简单，我们将首先学习组合电路。
构成组合电路的基本功能块是逻辑门。逻辑设计者必须确定如何将这些逻辑门互连起来以便于将电路的输入信号转变成期望的输出信号。这些输入信号与输出信号之间的关系可以使用布尔代数理论数学化地描述出来。本书的第2章和第3章介绍了布尔代数中的基本定律与定理，并展示了如何用布尔代数描述逻辑门电路的行为。
从给定的问题描述开始，组合逻辑电路设计的第一步是推导出一个真值表或代数化的逻辑等式，该真值表或等式可以把电路输出描述为电路输入的一个函数（第4章）。为了设计一个可以经济地实现此函数的电路，描述该电路输出的逻辑等式必须经过化简。我们将在第3章讲述代数化简方法，其他化简方法（卡诺图和奎因麦克拉斯基方法）我们将在第5章和第6章介绍。在第7章我们讲述如何使用几种门电路实现化简过的逻辑等式，另一种使用可编程逻辑器件的设计过程我们在第9章讨论。
时序电路设计中的基本存储元件被称为触发器（第11章）。这些触发器与门电路经过互连后可以形成计数器和寄存器（第12章）。通常时序电路分析中所用的时序图、状态图及状态表等方法将在第13章介绍。设计时序开关电路的第一步是构造用于描述输入输出序列之间关系的状态图或状态表（第14章）。第15章介绍如何由状态表或状态图得到由逻辑门和触发器组成的电路。用可编程逻辑实现时序电路的方法将在第16章讨论。在第18章中，组合电路及时序电路设计技术被用于实现完成二进制加法、乘法及除法功能的系统。本书中设计的时序电路被为同步时序电路，因为这些电路使用一个共同的被称为时钟的时间信号，该信号用来同步存储元件的操作。
第10，17和20章介绍如何在组合逻辑、时序逻辑和数字系统设计中使用硬件描述语言VHDL. VHDL用于对数字硬件进行描述、模拟和合成。在编写好VHDL代码之后，设计者可以使用计算机辅助设计软件对这些硬件描述进行编译，从而完成数字逻辑的设计。这使得我们无需根据门电路和触发器手工设计所有电路的细节就可以完成复杂的设计过程。
数字系统中所使用的开关器件通常是具有两种状态的器件，也就是说，可以认为它们的输出值只能取两个不同的离散值。开关器件的例子有继电器、二极管和晶体管。继电器可以认为只有两种状态—关闭或打开，这取决于线圈中是否有电流流过。二极管可以处于导通状态或非导通状态。晶体管可以处于关断状态或饱和状态，相应输出为高电平或低电平。当然晶体管也可以作为线性放大器件使用，相应的输出电压在一个连续的范围内变化。但在数字应用中，若把晶体管用做两状态器件操作的话可以获得更高的可靠性。由于大多数开关器件的输出只能取两个不同的值，因此在数字系统内部使用二进制也就是很自然的事了。基于这个原因，在继续学习开关电路设计之前，我们先讨论二进制数字及数制系统。