 |
Яку схему називають двійковим суматором?
|
|
|
|
Методичні вказівки
для самостійної роботи студентів заочної форми навчання
(ІІ курсу)
по вивченню дисципліни
«КОМП’ЮТЕРНА СХЕМОТЕХНІКА»
Напрям підготовки: – комп’ютерні науки
Затверджено на засіданні
Робочої групи методичної ради
університету «Заочна та
післядипломна освіта»
Одеса 2010
Методичні вказівки для самостійної роботи студентів ІІ курсу заочної форми навчання. Дисципліна «Комп’ютерна схемотехніка». Напрям підготовки – комп’ютерні науки. Ст. преп. Пономаренко О.Л. – Одеса: ОДЕКУ, 2010р. – 67 с.
ЗМІСТ
І Загальна частина...............................................................................................
1.1 Передмова................................................................................................
1.2 Зміст розділу ІІ курсу.................................................................................
1.3 Перелік навчальної літератури...............................................................
1.4 Перелік знань та вмінь.............................................................................
1.5 Організація навчального процесу...........................................................
ІІ Організація самостійної роботи студента......................................................
2.1 Рекомендації по вивченню теоретичного матеріалу та виконанню контрольної роботи..............................................................................................
2.1.1 Загальні поради..................................................................................
2.1.2 Рекомендації по вивченню 1-ї теми.................................................
2.1.3 Рекомендації по вивченню 2-ї теми................................................
2.1.4 Рекомендації по вивченню 3-ї теми................................................
2.1.5 Рекомендації по вивченню 4-ї теми................................................
2.2 Перелік завдань на контрольну роботу...................................................
2.2.1 Загальні поради.................................................................................
|
|
|
2.2.2 Перелік завдань контрольної роботи...............................................
2.3 Лабораторні роботи.....................................................................
2.3.1 Вивчення алгоритму та програми перетворення цілих чисел з довільної системи числення у десяткову та навпаки.....................
2.3.2 Вивчення алгоритму та програми перетворення дробових
чисел з довільної системи числення у десяткову та навпаки.......
2.3.3 Синтез і дослідження комбінаційних суматорів............................
ІІІ Організація контролю знань та вмінь...........................................................
3.1 Система контролю знань та вмінь студентів..........................................
3.2 Форми контролю знань та вмінь студентів............................................
3.2.1 Поточний контроль...........................................................................
3.2.2 Підсумковий контроль.....................................................................
3.2.3 Перелік базових знань та вмінь...................................................
3.3 Список скорочень
І ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1 Передмова
Дисципліна „Комп’ютерна схемотехніка” належить до професійно-практичного циклу підготовки фахівців з напрямку „Комп'ютерні науки”, спеціальності – „Інформаційні управляючі системи та технології”.
Ця дисципліна є обов’язковою в освітньо-професійної підготовці студентів напрямку комп’ютерні науки.
Мета дисципліни – підготовка майбутніх фахівців в галузі „Комп'ютерні науки”.
Завдання дисципліни – дати студентам знання арифметичних основ цифрової техніки, основних принципів процесу цифрової обробки інформації, структури побудови мікропроцесорних систем обробки даних та керування.
Весь курс складається з сіми тем, чотири з яких розглядаються на другому курсі, які висвітлюють питання арифметичних основ цифрової техніки, логічних основ цифрової техніки та типових комбінаційніх вузлів цифрових пристроїв, а інші – на третьому.
Дисципліна „Комп’ютерна схемотехніка” надає студенту низку теоретичних знань і практичних навичок, які стануть йому в нагоді при вивченні спеціальних дисциплін. Вивчення курсу „Комп’ютерна схемотехніка” ґрунтується на основних положеннях і знаннях, отриманих при вивченні дисциплін „Вища математика”, „Основи дискретної математики”, „Мікроелектроніка”, „Основи електротехніки та електроніки”.
|
|
|
Набуті знання та вміння будуть використані при вивченні наступних навчальних дисциплін: «Архитектура комп'ютора», «САПР».
Методичні вказівки призначені допомогти студентам ІІ курсу заочної форми навчання опанувати цю частину дисципліни, основні її положення з теорії комп’ютерної схемотехніки, а саме: арифметичні та логічні основи цифрової техніки, синтез та дослідження комбінаційних суматорів та схем порівняння. Методичні вказівки складаються з рекомендацій до виконання наступних видів робіт:
– самостійного вивчення основних теоретичних розділів дисципліни;
– виконання контрольної роботи з практичної частини навчального курсу;
– підготовки до виконання лабораторних робіт.
У першій частині розглядаються системи числення, способи перекладу чисел з однієї системи числення в іншу, кодування цифрової інформації, синтез і дослідження комбінаційних суматорів, синтез та дослідження схем порівняння.
У другій частині розкривається порядок виконання контрольної роботи та лабораторних робіт.
В методичних вказівках розглядаються питання, які відповідають навчальній програмі дисципліни.
1.2 Зміст розділів дисципліни, що викладаються на ІІ курсі
Тема 1 Вступ. Арифметичні основи цифрової техніки
Позиційні системи числення. Двійкова система числення. Вісімкова система числення. Шістнадцяткова система числення. Таблиця відповідності чисел у різних системах числення. Використання систем числення в цифрових пристроях. Арифметики систем числення. Переведення чисел з однієї системи числення в іншу. Окремі методи переведення чисел. Загальні методи переведення чисел. Переведення чисел із довільної СЧ в довільну з виконанням АО в новій h СЧ. Переведення чисел з виконанням операцій в старій СЧ. Пряме переведення чисел з довільної СЧ в довільну. Переведення чисел з довільної СЧ в довільну з проміжним перетворенням в десяткову СЧ Перетворення даних з врахуванням точності.
|
|
|
Тема 2 Кодування цифрової інформації
Прямий, зворотний і додатковий коди двійкових чисел. Прямий код двійкових чисел. Зворотний і додатковий коди. Зв'язок між негативним числом і його зворотним і додатковим кодами. Співвідношення числа і його додаткового коду. Зв'язок між зворотним і додатковим кодами. Нулі у кодах. Алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених зворотним кодом. Алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених додатковим кодом. Засоби виявлення переповнення розрядної сітки підсумовуючого пристрою процессора. Приклади алгебраїчного підсумовування двійкових чисел із використанням зворотних і додаткових кодів. Виявлення переповнення розрядної сітки. Коди чисел в інших системах числення. Кодування десяткових чисел. Кодування алфавітно-цифрової інформації.
Тема 3 Логічні основи цифрової техніки
Цифрові перемикальні ланцюги. Моделі цифрових пристроїв. Комбінаційні схеми. Перемикальні функції. Перемикальні функції однієї змінної. Перемикальні функції двох змінних. Суперпозиція перемикальних функцій.
Функціонально-повні системи базових ПФ. Класи перемикальних функцій. Теорема Поста про функціональну повноту. Функціонально-повні системи перемикальних функцій двох змінних. Доказ функціональної повноти різних ФПС. Основні закони алгебри логіки. Доказ законів алгебри логіки. Доказ тотожності логічних виражень за допомогоютаблиць істинності. Доказ тотожності булевих виражень за допомогою релейно-контактних схем Гаврилова. Аналітичний доказ тотожності логічних виражень. Нормальні форми представлення перемикальних функцій. Диз'юнктивні й кон'юнктивні нормальні форми представлення перемикальних функцій. Конституєнти одиниці й нуля. Досконалі диз'юнктивні і кон’юнктивні нормальні форми перемикальних функцій. Одержання досконалих форм із таблиць істинності.
Перетворення довільної ДНФ (КНФ) у СДНФ (СКНФ). Числове представлення перемикальних функцій. Роз'яснення термінології форм перемикальних функцій.
|
|
|
Тема 4 Синтез та дослідження комбінаційних суматорів й цифрових схем порівняння
Синтез однорозрядного суматора (ОКСМ). Способи організації підсумовування багаторозрядних слів. Організація переносів в паралельних суматорах. Суматори з послідовними переносами. Суматори з паралельними переносами. Суматори із комбінованими переносами. Суматори з пам'яттю.
Синтез та дослідження цифрових схем порівняння. Порівняння слів з константами. Порівняння слів. Порівняння слів за допомогою суматора.
1.3 Перелік навчальної літератури
Основна
1. Конспект лекцій. Комп’ютерна схемотехніка. Препелиця Г.П., 2008.
2. Практикум. Комп’ютерна схемотехніка. Препелиця Г.П., 2008.
3. Таненбаум Є. Архітектура комп’ютера. СПб.: Питер, 2005. – 704с.
Допоміжна
1. Самофалов Цифровая и вічислительная техніка: Учебник для студентов вузов. Под редакцией Є.В. Євреінова – М. Радіо і свіязь, 1991. – 464 с.
1.4 Перелік знань та вмінь
Після вивчення першої частини дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка» студенти повинні:
Знати
– системи числення;
– знати способи переводу чисел з однієї системи числення в іншу;
– коди чисел;
– алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених різноманітними кодами;
– моделі цифрових пристроїв;
– комбінаційні схеми;
– класи перемикальних функцій;
– теорему Поста;
– основні закони алгебри логіки;
– досконалі диз'юнктивні й кон’юнктивні нормальні форми перемикальних функцій;
– способи організації підсумовування багаторозрядних слів;
– організація переносів в паралельних суматорах;
– суматори з послідовними, паралельними та комбінованими переносами;
– суматори з пам'яттю;
– схеми порівняння.
Вміти
– переводити числа з однієї системи числення в іншу різноманітними методами;
– представляти двійкові числа в прямому, зворотньому і додатковому кодах;
– здійснювати алгебраїчне підсумовування двійкових чисел із використанням зворотних і додаткових кодів;
– виявляти переповнення розрядної сітки підсумовуючого пристрою процессора;
– доказати закони алгебри логіки;
– доказати тотожності логічних виражень за допомогою таблиць істинності;
– одержати досконалі форми із таблиць істинності;
– перетворити довільну ДНФ (КНФ) у СДНФ (СКНФ).;
– синтезувати однорозрядний комбінаційний суматор (ОКСМ);
– синтезувати схему порівняння слова з константою;
– синтезувати повну схему порівняння слів.
1.5 Організація навчального процесу
Вивчення дисципліни «Комп’ютерна схемотехніка» для студентів ІІ курсу заочної форми навчання складається з трьох видів навчальних занять (установчі лекції на початку вивчення; лекційні, лабораторні заняття і курсовий проект – наприкінці та самостійна робота студента по засвоєнню теоретичної частини курсу і виконанню контрольної роботи (п. 2.2).
|
|
|
Контроль самостійної роботи студента заочної форми навчання здійснюється шляхом перевірки контрольної роботи, яка надсилається студентом у встановлені деканатом строки, опитування на лекційних заняттях, захиста лабораторних робот і на заходах підсумкового контролю, що передбачені навчальним планом.
ІІ ОРГАНІЗАЦІЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТА
2.1 Рекомендації по вивченню теоретичного матеріалу
та виконанню контрольної роботи
Загальні поради
– зміст кожної теми курсу вивчається за допомогою наведеного у підрозділі 1.3 переліку навчальної та методичної літератури (як основні слід використовувати підручники у списку літератури під номерами [1], [2], [3], та рекомендації до цієї теми;
– якщо Ви вважаєте, що засвоїли зміст теми, що вивчається, то спробуйте відповісти на «Запитання для самоперевірки», наведені у кінці кожної теми. Якщо Ви не можете відповісти на якесь з цих питань, знайдіть відповідь у навчальній літературі [4];
– після того, як Ви переконалися, що зміст теми засвоєно, приступайте до виконання контрольної роботи, що відповідає цій темі;
– якщо у Вас виникли питання або труднощі при виконанні контрольної роботи, то потрібно звернутись до викладача, який читав установчу лекцію, письмово на адресу університету звичайною або електронною поштою: [email protected].
2.1.2 Рекомендації по вивченню 1-ї теми „ Вступ. Арифметичн
основи цифрової техніки”
Перша тема (с. 7-26 [1], с. 96-132 [2], с. 665- 674 [3]) знайомить з базовими поняттями, дає загальні відомості о системах числення, методах переведення чисел з однієї системи числення в іншу. Арифметики систем числення. Перетворення даних з врахуванням точності. Арифметичні операції над числами.
При вивченні першої теми необхідно звернути увагу на такі базові знання та вміння:
– позиційні системи числення. (с. 7-9 [1], с. 96-98 [2], с. 665-669 [3]);
– двійкова система числення; вісімкова система числення; шістнадцяткова система числення. Арифметики систем числення. (с. 9-13 [1], с. 98-102 [2], с. 670-674 [3]);
– переведення чисел з однієї системи числення в іншу. Частинні методи переведення чисел. (с.14-15 [1], с. 103-110 [2] с. 669-670 [3]);
– загальні методи переведення чисел. Переведення чисел із довільної СЧ в довільну з виконанням арифметичних операцій в новій h СЧ. (с. 15-16 [1], с. 105 [2]).
– переведення чисел з виконанням операцій в старій СЧ (с.17-26 [1], с. 106-111 [2]);
– переведення чисел з довільної СЧ в довільну з проміжним перетворенням в десяткову СЧ (с. 18-25 [1], с. 111-114 [2]);
– перетворення даних з врахуванням точності (с. 25-26 [1], с. 114-115 [2]).
Запитання для самоперевірки 1-ї теми
1. Дайте визначення та назвіть характеристики систем числення.
2. Які існують методи переведення чисел із довільної СЧ в довільну.
3. Коли можна застосовувати часні методи переведення чисел.
4. Правило переведення цілих чисел із довільної СЧ в довільну з виконанням арифметичних операцій в старій СЧ.
5. Правило переведення цілих чисел із довільної СЧ в довільну з виконанням арифметичних операцій в новій СЧ.
6. Правило переведення дробових чисел із довільної СЧ в довільну з виконанням арифметичних операцій в старій СЧ.
7. Правило переведення дробових чисел із довільної СЧ в довільну з виконанням арифметичних операцій в новій СЧ.
8. Коли буде виконуватися умова переведення числа без втрати точності.
Закріплення отриманих при вивченні першої теми знань та вмінь здійснюється за допомогою лабораторних робіт, для виконання яких потрібно застосувати придбані знання та вміння.
2.1.3 Рекомендації по вивченню 2-ї теми „ Кодування цифрової інформації”
Друга тема (с. 37-56 [1], с. 20-21 [2], с. 167-172 [2]) формує у студентів уявлення про кодування цифрової інформації та виконання арифметичних дій у різноманітних кодах. При вивченні другої теми необхідно звернути увагу на такі базові знання та вміння:
– прямий код двійкових чисел. с. 37-38 [1];
– зворотний і додатковий коди. с. 38 [1];
– зв'язок між негативним числом і його зворотним і додатковим кодами. с. 38-39 [1];
– алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених зворотним кодом. с. 40-41 [1], с. 44-49 [1];
– алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених додатковим кодом. с. 41-42 [1], с. 44-49 [1];
– засоби виявлення переповнення розрядної сітки підсумовуючого пристрою процессора с. 43-44[1], с. 20-21 [2];
– коди чисел в інших системах числення. с. 47-49 [1], с. 167-172 [2];
– кодування десяткових чисел. с. 49-52 [1].
Запитання для самоперевірки 2-ї теми
1. Як утворюється прямий код двійкових чисел.
2. Як утворюється зворотний і додатковий коди двійкових чисел.
3. Зв'язок між зворотним і додатковим кодами.
4. Зв'язок між негативним числом і його зворотним і додатковим кодами.
5. Алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених зворотним кодом.
6. Алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених додатковим кодом.
7. Як виявляють переповнення розрядної сітки.
8. Коди чисел в інших системах числення.
9. Кодування десяткових чисел.
Закріплення отриманих при вивченні другої теми знань та вмінь здійснюється за допомогою лабораторної роботи, для виконання якої потрібно застосувати придбані знання та вміння.
2.1.4 Рекомендації по вивченню 3-ї теми „ Логічні основи цифрової техніки ”
Третя тема (с. 57-109 [1], с. 74-99 [2], с. 68-114 [3]) знайомить з формами представлення перемикальних функцій, основами алгебри логіки, з правилами мінімізації перемикальних функцій, діаграмами Вейча, неповністю визначеними перемикальними функціями та методами їх мінімізації (методом Квайна-Мак- Класки та за допомогою діаграм Вейча).
При вивченні третьої теми необхідно звернути увагу на такі базові знання та вміння:
– цифрові перемикальні ланцюги (с. 57-59 [1], с. 50-53 [3]);
– перемикальні функції (с. 59-63 [1], с. 41 [2]);
– класи перемикальних функцій. (с. 64-66 [1];
– теорема Поста. Функціонально повні системи (с.66-68 [1];
– закони алгебри логіки (с. 69- 73[1], с. 41-42 [2]);
– нормальні форми представлення перемикальних функцій (с. 73-79 [1], с. 42-47 [2], с. 51-53 [3];
–мінімізація перемикальних функцій (с. 80- 89[1],с. 47-49 [2]);
– діаграми Вейча (с.90-97[1], с. 49-50 [2], с. 50-57 [3]);
– способи завдання неповністю визначених перемикальних функцій, їх мінімізація (с. 97-102 [1]).
Запитання для самоперевірки 3-ї теми
1. Як утворюється прямий код двійкових чисел.
2. Як утворюється зворотний і додатковий коди двійкових чисел.
3. Зв'язок між зворотним і додатковим кодами.
4. Зв'язок між негативним числом і його зворотним і додатковим кодами.
5. Алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених зворотним кодом.
6. Алгебраїчне додавання двійкових чисел, представлених додатковим кодом.
7. Як виявляють переповнення розрядної сітки.
8. Коди чисел в інших системах числення.
9. Кодування десяткових чисел.
Закріплення отриманих при вивченні третьої теми знань та вмінь здійснюється за допомогою лабораторної роботи, та контрольної роботи для виконання яких потрібно застосувати придбані знання та вміння.
2.1.4 Рекомендації по вивченню 4-ї теми «Синтез та дослідження комбінаційних суматорів та цифрових схем порівняння.»
Четверта тема (с. 128-154[1], с. 7-40 [2]) знайомить з правилами синтезу однорозрядного суматора (ОКСМ), способами організації підсумовування багаторозрядних слів, організацієй переносів в паралельних суматорах. Знайомить з суматорами з послідовними переносами, з паралельними переносами та комбінованими переносами, а також із суматорами з пам'яттю. Також з правилами синтезу цифрових схем порівняння. Розглядається порівняння слів з константами, порівняння слів, порівняння слів за допомогою суматорів та порівняння слів зі знаками.
При вивченні четвертої теми необхідно звернути увагу на такі базові знання та вміння:
– оцінка складності комбінаційних схем за Квайном. (с. 102-107 [1], с. 13-14; [2]);
– описання ОКСМ в різноманітних операційних формах (с. 107-27 [1], с. 13-14 [2]);
– позначення КСМ на функціональних і структурних схемах (с. 128-130 [1], с. 14 [2]);
– способи підсумовування багаторозрядних слів (с.130-132 [1], с. 15-16 [2]);
– способи організації міжрозрядних переносів в паралельних КСМ (с. 132-134 [1], с. 16 [2]);
– математичний опис паралельної організації міжрозрядних переносів в багато розрядних КСМ (с. 132-134 [1], с. 16-19 [2]);
– суматори з комбінованими переносами. (с. 134-135 [1], с. 16 2]);
– суматори з пам’яттю. (с. 135-136 [1], с. 19-20 [2]);
– засоби виявлення переповнення розрядної сітки суматора. (с. 136-138 [1], с. 20-21 [2]);
– порівняння слів на рівність, нерівність та більше-менше. (с. 139-142 [1], с. 25-29 [2]);
– порівняння слів з константами на рівність, нерівність та більше-менше. (с. 142-150; 151-153 [1], с. 29- 37; 38-40[2]);
– порівняння слів за допомогою суматора. (с. 150-151 [1], с. 37-38[2]);
Запитання для самоперевірки 4-ї теми
1. Як оцінити складність комбінаційних схем за Квайном?
Яку схему називають двійковим суматором?
|
|
|
Выберите геометрическую схему, характеризующую принцип построения аксонометрии
Дендридом називають
Кого з відомих античних філософів називають винахідником діалектики?
Мотивом у психології називають будь-яке психологічне явище, що спонукає до дії, цілеспрямованої активності.
Навести схему аналізу уроку природознавства.
Належно виготовлені але неправдиві документи називаються підробними документами.
Нарисуйте схему подключения оборудования в сети ISDN.
Определение армировки ствола. Виды армировки. Технологические схемы армировки. Нарисовать схему.
Порядок нанесення зон зараження на карту або схему.
Потужністю називають величину, що виражає роботу, виконану в одиницю часу. Величину потужності Р визначають з виразу
