Общее
ОБЪЕМ ДИСЦИПЛИНЫ
Общий объем дисциплины составляет 4 зачетных единиц (з.е.), 144 академических часа.
Таблица 2. Объём дисциплины по видам учебных занятий (в часах)
Виды учебной работы
Объем в часах по семестрам
Всего
1
семестр
__
семестр
1. Контактная работа обучающихся с преподавателем по видам учебных занятий (всего)
Аудиторная работа (всего)
85
85
· Лекции (Л)
51
51
· семинары (С)
· лабораторные работы (ЛР)
34
34
2. Самостоятельная работа обучающихся (СР) (всего)
59
59
· Проработка учебного материала лекций
10
10
· Подготовка к семинарам
· Подготовка к лабораторным работам
8
8
· Подготовка к рубежному контролю, контрольной работе
6
6
· Подготовка докладов, рефератов, презентации
· Выполнение домашнего задания
5
5
· Выполнение курсового проекта / курсовой работы
· Подготовка к государственной итоговой аттестации, в том числе выполнение ВКР
· Подготовка к экзамену
30
30
Вид промежуточной аттестации обучающегося
экз
экз
Содержание дисциплины, структурированное по модулям.
Модуль 1 . Базовые комбинационные элементы дискретных устройств вычислительной техники. (25 часов)
Лекции по модулю 1. Содержание. Объем часов:
Лекция1.
Введение. Роль и место вычислительных средств АСОИУ (ВСАСОИУ) и персональных компьютеров (ПК) в современных условиях. Место и назначение дискретных устройств в схемотехнике ВСАСОИУ и ПК. Цели и задачи дисциплины. Библиография.
( 2 часа)
Лекция2.
Историческое развитие технических средств вычислительной техники. Поколения ЭВМ
и ПК. Типовая структура и основные устройства ВСАСОИУ. Элементная база устройств АСОИУ.
(2 часа)
Лекция3.
Арифметические и логические основы ЭВМ. Представление информации в ЭВМ физическими сигналами.
Типовые логические узлы и логические схемы. Понятие цифрового автомата
и комбинационной схемы.
(2 часа)
Лекция 4.
Элементы теории булевых функций. Технические аналоги булевых
функций. Логические функции и их преобразования.
(2 часа)
Лекция 5
Логическое описание и анализ электронных схем. Построение
логических схем на типовых электронных радиокомпонентах.
(2 часа)
Лекция 6.
Методы минимизации логических функций.
Метод минимизирующих карт. Синтез логических схем.
Синтез логических схем с несколькими выходами.
(2 часа)
Лекция 7.
Назначение и классификация дешифраторов. Схемотехническая
реализация дешифраторов. Приоритетные и двоичные дешифраторы.
Шифраторы. Назначение и классификация. Приоритетные
и двоичные шифраторы. Синтез схемы шифратора.
(2 часа)
Лекция 8..
Мультиплексоры и демультиплексоры. Назначение и применение в ЭВМ и ПК. Схемотехнические решения мультиплексоров. Универсальные логические модули на основе мультиплексоров.
(2 часа)
Лекция 9.
Триггеры. Основные понятия и классификация. Способы описания
триггеров. Асинхронные триггеры. Синхронные триггеры. Однотактные
триггеры. Двухтактные триггеры.
( 2 часа)
Лекция 10.
R-S- триггер. Логика функционирования, временные диаграммы.
Работа в асинхронном и синхронном режиме. Электронные схемы реализации
R-S- триггеров. Временные диаграммы работы R-S триггеров.
Триггеры потенциального и динамического типа, область применения.
(3 часа)
Лекция 11.
D- триггер. Логика функционирования, временные диаграммы.
Универсальный J-K - триггер. Логика функционирования, временные
диаграммы. Варианты построения схем универсального двухтактного
триггера.
(2 часа)
Лекция12.
JK-триггер. Работа универсального J-K- триггера в различных режимах (Т-триггер,
D-триггер, и др.). Временные диаграммы. Разновидности схемных вариантов JK-триггера. Применение JK-триггера в счётном режиме.
(2 часа)
Лекция13.
Примеры использования триггеров. Применение триггеров в
схемах ввода и синхронизации логических сигналов. Синхронизаторы
одиночных сигналов.
(1 час)
Семинары по модулю 1. Содержание. Объем часов
РПД не предусмотрены.
Лабораторные работы по модулю 1. Содержание. Объем часов:
1. Исследование логических элементов и схем на логических элементах. (8 часов)
1.1. Освоение навыков работы с программой Electronics workbench. Исследование работы логических элементов.
(4 часа)
1.2. Синтез логических схем на элементах комбинационного типа (4 часа)
2. Исследование узлов на основе логических элементов (10 часов)
2.1. Исследование дешифраторов, шифраторов, мультиплексоров, демультиплексоров
(4 часа)
2.2. Исследование триггеров. (6 часов)
Самостоятельная работа (по видам самостоятельной работы). Объем часов:
Проработка разделов лекционного курса 8 .
Выполнение домашнего задания 8.
Подготовка к контрольной работе в форме теста по модулю 4 .
Модуль 2. Основные функциональные узлы вычислительных устройств.
(26 часов)
Лекции по модулю 2. Содержание. Объем часов:
Лекция 1.
Назначение и классификация регистров. Сдвигающие регистры.
Универсальные регистры. Схемы управления универсальными регистрами.
Использование регистров в схемах памяти ЭВМ и ПК.
Регистровые файлы. Стековая регистровая память.
(2 часа)
Лекция 2.
Назначение и классификация счётчиков. Двоичные счётчики.
Асинхронные и синхронные счётчики. Схемы построения счетчиков.
Реверсивные счётчики. Временные параметры установки счетчиков.
(2 часа)
Лекция 3.
Счетчики с групповой структурой. Пересчетные схемы.
Методы и приёмы ускорения работы счётчиков.
Двоично-кодированные счетчики с произвольным модулем.
Счетчики с недвоичным кодированием. Полиномиальные счётчики.
(2 часа)
Лекция 4.
Вопросы синхронизации основных узлов ЭВМ.
Однофазная и двухфазная синхронизация. Схемы синхронизации.
Основные требования к параметрам синхронизирующих сигналов.
(2 часа)
Лекция 5.
Компараторы. Назначение и применение в ЭВМ и ПК. Схемы одноразрядных и многоразрядных компараторов. Методика синтеза многоразрядного компаратора.
Построение схем контроля с применением компараторов.
(2 часа)
Лекция 6.
Сумматоры и вычитатели. Назначение и классификация. Схемы построения
одноразрядного сумматора и вычитателя. Универсальный сумматор-вычитатель.
(2 часа)
Лекция 7.
Комбинационные и накапливающие сумматоры. Организация переносов в сумматорах.
Сумматоры с последовательным переносом. Сумматоры с параллельным переносом. Сумматоры с условным переносом.
(2 часа)
Лекция 8.
Параллельные и последовательные сумматоры.
Сумматоры обратного и дополнительного кода. Примеры выполнения арифметических операций над числами со знаками в дополнительном и обратном кодах. Назначение модифицированных кодов для определения переполнения разрядной сетки.
(2 часа)
Лекция 9.
Арифметико-логические устройства (АЛУ). Классификация АЛУ, Типовые структуры АЛУ. Интерфейс микросхем АЛУ. Функциональная структура типового вычислительного блока на основе АЛУ,
(2 часа)
Лекция 10.
Применение сумматоров для операции умножения.
Множительно-суммирующие блоки. Схемы ускоренного умножения.
Матричные методы умножения.
(2 часа)
Лекция 11.
Элементы и узлы запоминающих устройств.
Назначение и классификация запоминающих устройств (ЗУ).
Способы организации ЗУ (адресные, стековые, ассоциативные и т.д.).
Элементы памяти (ЭП) запоминающих устройств, построенных на
немагнитных (электронных) компонентах.
(2 часа)
Лекция 12.
ЭП постоянных запоминающих устройств (ПЗУ).
Классификация. ЭП ПЗУ. ЭП полупроводниковых интегральных ПЗУ с
программированием и перепрограммированием информации.
Энергонезависимые ЗУ. ЭП энергонезависимых ЗУ.
(2 часа)
Лекция13.
Оперативные запоминающие устройства (ОЗУ). ЭП статических и динамических ОЗУ. Основные схемы и элементная база ОЗУ.
Применение различных видов ЗУ в современных ПК. Перспективы развития элементной базы ЗУ.
(2 часа)
Семинары по модулю 2. Содержание. Объем часов
РПД не предусмотрены.
Лабораторные работы по модулю 2. Содержание. Объем часов:
3. Исследование устройств на основе триггеров (8 часов)
3.1. Исследование регистров. (4 часа)
3.2. Исследование счетчиков (4 часа)
4. Исследование арифметических устройств (8 часов)
4.1. Исследование сумматоров (4 часа)
4.2. Исследование арифметико-логического устройства (4 часа)
Самостоятельная работа (по видам самостоятельной работы). Объем часов:
Проработка разделов лекционного курса 8 .
Выполнение домашнего задания 8.
Подготовка к контрольной работе в форме теста по модулю 4.
Методические указания содержат теоретический материал и задание по 8 частям лабораторных работ
Отчет по ДЗ должен содержать: 1) Титульный лист 2) Задание (по приложенной форме) 3) Детализированное техническое задание 4) Обоснование выбора функционального состава моделируемой схемы 5) Проектирование моделируемой схемы 6) Функциональная модель моделируемой схемы 7) Список литературы
содержит ссылку на прочитанные лекции и на читаемую в указанные часы.
Вход на дискорд: https://discord.gg/qeMYYnS