أنظمة المنطق الرقمي: من الصفر إلى الاحتراف
أنظمة المنطق الرقمي: من الصفر إلى الاحتراف
مرحبًا بك في الدورة الشاملة لأنظمة المنطق الرقمي (Digital Logic Systems)! صُمم هذا البرنامج خصيصًا للمبتدئين تمامًا، حيث يأخذك خطوة بخطوة عبر النظرية التأسيسية والتطبيق العملي للإلكترونيات الرقمية. ستبدأ بأنظمة الأرقام والجبر البولي (Boolean algebra)، وتنتقل لتصميم الدوائر التوافقية والتتابعية (بما في ذلك البوابات، وأجهزة فك التشفير، والمضاعفات، والقلابات، والعدادات)، وتختتم بمقدمة لمفاهيم تصميم الأنظمة الحديثة. بنهاية هذه الدورة، ستكون لديك المعرفة النظرية والفهم العملي اللازم لتحليل وتصميم وتنفيذ الدوائر الرقمية المعقدة، مما يرسخ أساسًا قويًا للدراسات المتقدمة في هندسة الحاسوب والهندسة الكهربائية.
الدروس
- ما هي الأنظمة الرقمية؟ التناظرية مقابل الرقمية
- أنظمة الأرقام: العشري، الثنائي، والسادس عشر
- تقنيات التحويل (من العشري إلى الثنائي/السادس عشر)
- الأرقام المُشارة: تمثيل المكمل الثنائي (2's Complement)
- مقدمة في الجبر البولي (Boolean Algebra)
- البوابات المنطقية الأساسية: AND، OR، NOT
- البوابات المنطقية المشتقة: NAND و NOR (البوابات الشاملة)
- البوابات المنطقية المشتقة: XOR و XNOR
- المتطابقات البولية والنظريات الأساسية
- نظريتا ديمورغان وأمثلة على التبسيط
- الصيغ القياسية: SOP و POS
- مقدمة في خرائط كارنوف (K-Maps)
- تقليل خرائط كارنوف لمتغيرين وثلاثة متغيرات
- تقليل خرائط كارنوف لأربعة متغيرات
- التعامل مع حالات 'لا يهم' (Don't Care Conditions) (X)
- طريقة كواين-ماكلوسكي (التقليل الجدولي)
- تنفيذ الدوائر المنطقية من التعبيرات
- قيود المنطق العملي: Fan-in، Fan-out، والتأخيرات
- المنطق التوافقي: تصميم الجامع النصفي (Half Adder)
- تصميم دارة الجامع الكامل (Full Adder)
- جامعات الحمل التموجي (جامعات متوازية N-بت)
- الطارحات (Subtractors) ودوائر الجامع/الطارح
- المضاعفات (Mux): محددات البيانات
- تصميم مضاعفات أكبر (4-إلى-1 و 8-إلى-1)
- مزيلات المضاعفة (DeMux) وأجهزة فك التشفير (Decoders)
- المشفّرات (Encoders) (مشفّرات الأولوية)
- المقارنات (Magnitude Comparators)
- مقدمة في دوائر المنطق التتابعي (Sequential Logic Circuits)
- المزالج (Latches): مزلاج SR غير المزود بساعة
- دور إشارة الساعة والمزامنة
- القلابات: قلاب SR (يعمل بالحافة)
- قلاب D وتطبيقاته (تخزين البيانات)
- قلاب JK: القلاب الشامل
- قلاب T (تبديل) وتقسيم التردد
- معاملات التوقيت (Setup، Hold، تأخير الانتشار)
- مشكلات عدم الاستقرار (Metastability) وانحراف الساعة (Clock Skew)
- مقدمة في السجلات (Registers) وتخزين البيانات
- تصميم سجل البيانات الأساسي (تحميل متوازي)
- سجلات الإزاحة: إدخال تسلسلي - إخراج تسلسلي (SISO)
- سجلات الإزاحة: إدخال متوازي - إخراج متوازي (PIPO)
- مقدمة في العدادات (غير المتزامنة مقابل المتزامنة)
- عدادات التموج (عدادات Up/Down غير المتزامنة)
- تصميم العداد المتزامن باستخدام قلابات JK/D
- عدادات المعامل N (Modulo-N Counters) (أمثلة تصميم)
- عدادات الحلقة (Ring Counters) وعدادات جونسون (Johnson Counters)
- مقدمة في ذواكر أشباه الموصلات (RAM vs ROM)
- ذاكرة القراءة فقط (ROM) وجداول البحث (Look-up Tables)
- أجهزة المنطق القابلة للبرمجة (PLDs): PLA و PAL
- مقدمة في آلات الحالة المحدودة (FSM)
- التوجهات المستقبلية: مقدمة في لغات وصف الأجهزة (HDL)