کتاب مدار منطقی مسعود کتیرایی

به‌نام خدا

مقدمه مولف

درس مدارهای  منطقی (سیستم‌های دیجیتال ۱) از درس‌های اصلی و پایه در مهندسی کامپیوتر، علوم کامپیوتر و مهندسی برق است و اولین درسی است که دانشجویان در آن با طراحی و تحلیل سیستم‌ها و مدارهای دیجیتال آشنا می‌شوند. به همین جهت این درس دارای اهمیت مبنایی است به نحوی که اگر دانشجویان در این درس ضعف داشته و آن را به درستی فرا نگیرند در بسیاری از درس‎‌های دیگر نیز دچار مشکل شده و نمی‌توانند به شکلی موفقیت‌آمیز به تحصیل بپردازند.

این کتاب جهت ارائه کامل مطالب درس مدارهای منطقی مطابق سرفصلی که در دانشگاه‌های معتبر کشور ارائه می‌شود به نگارش درآمده است به نحوی که هم بتوان آن را در کلاس‌های درس مدارهای منطقی جهت تدریس به کار گرفت و هم بتوان از آن به شکل خودآموز استفاده نمود. بنابراین این کتاب یک کتاب صرفا کمک آموزشی یا تکمیلی نیست و می‌تواند به عنوان منبع اصلی درس مدارهای منطقی مورد استفاده قرار گیرد. در واقع از اهداف اصلی در نگارش این کتاب بوده‌ است که هم برای خوانندگانی قابل استفاده باشد که آشنایی قبلی با این درس نداشته و می‌خواهند یادگیری آن را از ابتدا آغاز کنند و هم برای دانشجویانی قابل استفاده باشد با مدارهای منطقی آشنایی قبلی دارند و تنها نیازمند منبعی هستند که بتوانند مطالب کلیدی را سریع مرور کنند و دانش خود را در این زمینه کامل کنند. برای این منظور علاوه بر اینکه در هر فصل مباحث درسی به تفصیل ارائه شده است، در هر بخش تمام مطالب کلیدی و اصلی به شکلی خلاصه در داخل کادرهایی آبی رنگ ارائه شده است. اگر دانشجویی فکر می‌کند آشنایی خوبی با درس مدارهای منطقی دارد می‌تواند برای مروز تمام مطالب فقط قسمت‌هایی که در کادر آبی رنگ هستند را مورد مطالعه قرار دهد که به این ترتیب سرع مطالعه بسیار بالا خواهد بود. ولی در هر قسمت که مشاهده نمود مطالب داخل کادر آبی رنگ را متوجه نمی‌شود معلوم می‌شود که دانش کافی در آن حوزه نداشته و باید مطالب را با تفصیل بیشتری مورد مطالعه قرار دهد. از ویژگی‌های دیگر این کتاب این است که تمامی سوال‌های درس مدارهای منطقی مربوط به آزمون ورودی کارشناسی ارشد رشته‌ی مهندسی کامپیوتر برای هفده سال اخیر (از سال ۸۱ الی ۹۹) و رشته‌ی مهندسی برق برای پنج سال اخیر (از سال ۹۳ الی ۹۹) بطور کامل و به شکل تشریحی حل شده‌اند. این سوالات بر اساس موضوع آن‌ها در انتهای هر فصل قرار داده شده‌اند. یک نکته‌ی قابل توجه در اینجا این است که نباید از تعداد سوال‌های آزمون کارشناسی ارشد که مربوط به هر فصل بوده و در انتهای آن قرار داده شده در مورد اهمیت فصل‌ها قضاوت نمود. چون سوال‌هایی که در انتهای هر فصل قرار داده شده در واقع نه تنها سوالی از آن فصل است بلکه معمولا دانش فصل‌های قبلی را نیز دارد به نحوی که می‌توان آن را سوالی از فصل‌های قبل نیز دانست. به عنوان مثال تعداد سوال‌های مربوط به آزمون کارشناسی ارشد که در انتهای فصل ششم قرار داده شده نسبتا کم است ولی این به معنای آن نیست که از این فصل سوال‌های کمی در آزمون پرسیده می‌شود بلکه تقریبا تمامی سوالات فصل هفتم و هشتم نیز درگیر مطالب ارائه شده در فصل ششم هستند. مطلب دیگر اینکه برای سوال‌های آزمون کارشناسی ارشد که در این کتاب آورده شده نهایت سعی بر این بوده است که به متن اصلی سوال وفادار باشیم. به نحوی که حتی اگر اشتباه تایپی یا فنی در متن سوال یا شکل‌های آن در دفترچه‌ی آزمون وجود داشته آن اشتباه در این کتاب حفظ شده است. علاوه بر سوال‌های مربوط به آزمون سراسری تعدادی سوال چهار گزینه‌ای نیز تالیف شده و در این کتاب آورده شده‌اند تا تمرین بیشتری در اختیار دانشجویان باشد.

یکی از اهداف در نگارش این کتاب این بوده است که مطالبی که در دانشگاه‌های معتبر در درس مدارهای منطقی مورد تدریس قرار می‌گیرند و به همین دلیل در آزمون سراسری نیز مورد سوال هستند در قالب یک کتاب واحد به دانشجویان ارائه شود. در حال حاضر بسیاری از مطالب که در آزمون‌های سراسری مورد سوال هستند در بسیاری از کتاب‌های رایج که توسط دانشجویان مورد مطالعه قرار می‌گیرد یا اصلا وجود ندارد یا به شکل سطحی و مقدماتی شرح داده شده است. این درحالی است که دانستن و فهم دقیق و کامل این مطالب برای موفقیت در آزمون سراسری ضروری است. در این کتاب هدف آن بوده است که هیچکدام از این مطالب از قلم نیافتاده باشد و پوشش کامل مطالب مربوط به آزمون سراسری هفده سال اخیر رشته‌ی مهندسی کامپیوتر و پنج سال اخیر رشته‌ی مهندسی برق نشان دهنده‌ی همین امر است.

بطور خلاصه ویژگی‌های خاص این کتاب عبارتند از:

-قابلیت استفاده به عنوان منبع اصلی (و نه یک کتاب کمک آموزشی) هم برای تدریس در کلاس و هم به شکل خودآموز.

-فراهم آوردن امکان مطالعه‌ی سریع مطالب با ارائه تمامی نکات اصلی و کلیدی در کادرهای آبی رنگ.

-ارائه راه حل‌ تشریحی تمامی سوال‌های هفده سال اخیر آزمون کارشناسی ارشد رشته‌ی مهندسی کامپیوتر و پنج سال اخیر رشته‌ی مهندسی برق با تقسیم موضوعی.

-پوشش کامل تمام مطالب مورد سوال در آزمون سراسری (مطابق سرفصل دانشگاه‌های معتبر کشور) در یک کتاب واحد به نحوی که نیاز به رجوع به منابع متعدد نباشد.

مسعود کتیرایی

فصل اول: نمایش اعداد و کدگذاری

فصل دوم: جبر بول و مدارهای منطقی

فصل سوم:  ساده‌سازی

فصل چهارم: قطعات ترکیبی

فصل پنجم: طراحی bit slice مدارهای ترکیبی

فصل ششم: واحدهای ذخیره‌کننده داده

فصل هفتم: ماشین با حالات محدود

فصل هشتم: قطعات ترتیبی

فصل نهم: منطق سه حالته

فصل دهم: قطعات منطقی برنامه‌پذیر

فصل یازدهم: مدارهای ترتیبی آسنکرون

فصل دوازدهم: آشنایی با زبان Verilog