Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено icon

Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено




Скачати 85.19 Kb.
НазваМіністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Дата14.09.2012
Розмір85.19 Kb.
ТипДокументи


Міністерство освіти та науки України

Вінницький національний технічний університет

Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління

Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління


ЗАТВЕРДЖЕНО

Вченою Радою Вінницького

національного технічного університету

" ______ " __________ 2007 р.

Протокол №____________


Проректор з науково-педагогічної роботи

по організації навчального процесу та
його науково-методичного забезпечення

В.О. Леонтьєв
^




Навчальна програма дисципліни

ОСНОВИ ТЕОРІЇ ЦИФРОВИХ АВТОМАТІВ



Напрям підготовки 914 – “Комп´ютеризовані системи,
автоматика і управління ”

Освітньо-кваліфікаційний

рівень бакалавра 6.09140 – Системи управління і автоматики


Автор: ______________ к.т.н., професор каф. КСУ М.М. Биков


Розглянуто та схвалено на засіданні кафедри КСУ

Протокол №____ від "___"____________2007 р.

Зав. кафедри КСУ В.М. Дубовой


Програма прорецензована к.т.н., доцент Обідник Д.Т.

та схвалена на засіданні кафедри ПЗ

Протокол №____ від ”____” ________________2007 р.

Зав. кафедри ___________________ Пєтух А.М.


Розглянуто та схвалено на засіданні методичної комісії

інституту автоматики, електроніки та комп'ютерних систем управління

Протокол №____ від "___"____________2007 р.

Голова комісії ______________ А.С. Васюра


Розглянуто та схвалено на засіданні Ученої ради

Інституту АЕКСУ

Протокол №_____ від “____” ________________ 2007 р.

Голова Ученої ради ____________ Васюра А.С.


Розглянуто та схвалено методичною радою ВНТУ

Протокол № ____ “___” ____________ 2007 р.

Голова методичної ради ____________ В.О. Леонтьєв


^ МЕТА І ЗАДАЧІ ДИСЦИПЛІНИ


Метою дисципліни “Основи теорії цифрових автоматів” є теоретична підготовка спеціалістів спеціальності 7.091400 , що включає в себе вивчення студентами арифметичних, логічних і схемотехнічних основ побудови цифрових пристроїв обробки інформації та принципів їх аналізу і синтезу, а також практичних навичок з розробки, створення і використання цифрових автоматів різного призначення та їх окремих вузлів.


^ Задачі дисципліни формуються, виходячи з того, що по її вивченні студенти повинні

знати:

  • роль і місце обчислювальної техніки в системах автоматики і автоматизованого управління;

  • інформаційні основи цифрових пристроїв, визначення терміну “Цифровий автомат”;

  • арифметичні і логічні основи побудови і роботи цифрових автоматів;

  • системотехнічні засади побудови цифрових автоматів;

  • принципи контролю роботи цифрових автоматів;

  • способи задання цифрових автоматів;

  • принципи побудови і алгоритми роботи операційних і управляючих блоків цифрових автоматів;

  • основи структурного синтезу цифрових автоматів з жорсткою логікою і мікропрограмним управлінням;

  • основні тенденції розвитку цифрових пристроїв на сучасному етапі.


На основі отриманих знань майбутні спеціалісти повинні

вміти:

  • розробляти структури систем автоматичного і автоматизованого керування з використанням обчислювальних машин та цифрових автоматів іншого типу;

  • вибирати цифровий автомат потрібного типу, а також необхідне програмне забезпечення для реалізації алгоритмів обробки інформації і керування в реальному масштабі часу;

  • синтезувати структуру цифрового автомату згідно заданого алгоритму керування.



^ ЗМІСТ ДИСЦИПЛІНИ

Вступ

Мета і завдання дисципліни. Коротка історія розвитку ЦА. Інформаційні основи цифрових автоматів. Інформація і загальні принципи її перетворення і опрацювання.


^ Поняття про цифрові автомати

Роль і місце ЕОМ в системах управління. Апаратні засоби зберігання і обробки інформації. Поняття про ЦА і алгоритм.


^ Представлення числової інформації в цифрових автоматах

Системи числення. Алгоритми переведення чисел з однієї системи в іншу. Форми і формати зображення чисел в ЦА. Зображення чисел в прямому, оберненому і доповнювальному кодах.


^ Арифметичні дії з двійковими числами

Операції додавання і віднімання чисел з фіксованою і плаваючою комою.

Алгоритми множення і ділення чисел.


^ Кодування інформації. Поняття про контроль роботи ЦА

Поняття про кодування і коди. Послідовний і паралельний коди. Код Хеммінга. Контроль за парністю і за модулем.


Логічні основи ЦА

Основні поняття алгебри логіки. Логічні функції і їх властивості. Основні закони алгебри логіки. Поняття про логічний базис.


^ Аналіз і синтез комбінаційних схем

Способи реалізаціїї бульових функцій. Аналогія між логічною функцією і комбінаційною схемою. Представлення функцій в ДДНФ і ДКНФ. Мінімізація логічних функцій.


^ Системи (серії) логічних елементів

Базові логічні елементи різних серій, їх принципи побудови та технічні характеристики.


Схемотехніка цифрових автоматів

Елементарні цифрові автомати: триггери, регістри, лічильники. Базові вузли ЦА на комбінаційних схемах: суматори, дешифратори, шифратори, селектори каналів, генератори синхросигналів.


Способи подання ЦА

Математична модель ЦА. Автомати Мілі і Мура, способи подання ЦА: табличний і графічний (орграфом). Еквівалентність ЦА. Структурна модель ЦА. Етапи структурного синтезу ЦА.


^ Синхронізація і забезпечення стійкості цифрового автомата

Синхронізація роботи ЦА. Структура такту операційного пристрою. Явище “гонок”. Методи забезпечення стійкості ЦА.


^ Керуючий і операційний блоки автомата

Принцип декомпозиції В.М. Глушкова. Схема взаємодії між операційним блоком та керуючим автоматом. Мова мікрооперацій.


^ Структурний синтез ЦА

Структура і мікропрограма роботи операційного блоку для додавання і віднімання чисел з фіксованою комою. Структурний синтез ЦА з жорсткою логікою. Синтез ЦА з мікропрограмним управлінням.


^ ЛАБОРАТОРНІ РОБОТИ


1. Вивчення лабораторного стенду та дослідження логічних елементів.

2. Синтез та дослідження комбінаційних цифрових схем.

3. Синтез та дослідження тригерів.

4. Синтез та дослідження лічильників.

5. Синтез та дослідження регістрів.

6. Синтез та дослідження перетворювачів кодів.

7. Синтез та дослідження цифрових автоматів з жорсткою логікою.

8. Синтез автомата з мікропрограмним управлінням.


^ ІНДИВІДУАЛЬНІ ЗАВДАННЯ


Індивідуальні завдання з дисципліни охоплюють матеріал основних розділів дисципліни: арифметичних і логічних основ ЦА, кодування інформації в цифрових автоматах, схемотехнічних основ ЦА, принципів побудови і роботи вузлів ЦА. Перелік питань для індивідуальних завдань наводиться нижче:

1. Пояснити суть етапів процедури структурного синтезу ЦА..

2. Охарактеризувати основні методи мінімізації логічних функцій.

3. Привести схему арифметико-логічного пристрою процесора для додавання і віднімання чисел з фіксованою крапкою.

4. Обрахувати діапазон зображення чисел з фіксованою крапкою для 32-розрядних мікропроцесорів.

5. Привести мікропрограму роботи арифметико-логічного пристрою процесора для додавання і віднімання чисел з фіксованою крапкою.

6. Обрахувати діапазон зображення чисел з плаваючою крапкою для 32-розрядних мікропроцесорів типу 80і86.

7. Привести схему нагромаджувального суматора (акумулятора) і пояснити принцип його роботи.

8. Обрахувати діапазон зображення чисел з фіксованою крапкою для 16-розрядних мікропроцесорів типу 8086.

9. Привести схему повного однорозрядного суматора і пояснити принцип його роботи.

10. Привести схему багаторозрядного паралельного суматора і пояснити принцип його роботи.

11. Пояснити, як влаштована кодова таблиця алфавітно-цифрових символів для запису інформації в ЦА.

12. Привести схему послідовного (зсувального) регістра, пояснити принцип його роботи. Які типи зсувів використовують в командах мікропроцесорів ?

13. Привести схему інформаційних зв'язків між керуючим автоматом і операційним блоком процесора.

14. Привести електричну схему базового елемента серії ТТЛ.

15. Проаналізувати переваги і недоліки мікропрограмних автоматів (МПА) з примусовою адресацією порівняно з МПА з природною адресацією.

16. Описати принципи побудови і роботи дешифраторів адреси в запам’ятовуючих пристроях МПА.

17. Привести електричну схему базового логічного елемента серії МОН-логіки і пояснити його роботу.

18. Привести електричну схему базового логічного елемента серії ЕЗЛ і пояснити його роботу.

19. Привести функціональну схему двійкового трьохрозрядного асинхронного лічильника. Які функції виконують лічильники в ЕОМ?

20. Привести структурну схему лічильника з довільним коефіцієнтом лічби з примусовим скидом. В яких вузлах ЕОМ використовуються лічильники ?

21. Описати алгоритми виконання арифметичних операцій над числами з плаваючою крапкою.

22. Охарактеризувати основні групи пристроїв, що входять до складу системи управління, а також проаналізувати роль ЦА в такій системі.

23. Описати принципи роботи запам’ятовуючих елементів статичного і динамічного типу.

24. Привести схеми побудови багатокристальної пам’яті по способу вертикального нарощування.

25. Пояснити принцип роботи ЦА з природною адресацією.

26. Пояснити принципи кодування цифрової інформації фізичними сигналами.

27. Привести схеми побудови селекторних пристроїв ЦА.

28. Пояснити принципи роботи запам’ятовуючих пристроїв адресного, асоціативного і стекового типу.

29. Привести структурну схему мікропрограмного керуючого автомата з примусовою адресацією.

30. Описати табличний спосіб подання ЦА.

31. Описати графічний спосіб подання ЦА.

32. Вказати на різницю між автоматами Мілі і Мура.

33. Описати математичу модель ЦА.

34. Навести структурну схему ЦА.


ЛІТЕРАТУРА


Основна

  1. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. – Л.: Энергия, 1979. – 232 с.

  2. Биков М.М. та ін. Операційні пристрої обчислювальних машин та систем. - Київ: НМК ВО, 1991. - 200 с.

  3. Биков М.М., Міщенко С.М., Янчук Л.Н. Обчислювальні машини та інформаційні системи. Лабораторний практикум – Вінниця, ВДТУ, 2001. – 61 с.

  4. Биков М.М. Основи теорії цифрових автоматів. Електронний варіант. – Вінниця: ВНТУ, 2007. – 256 с.

  5. Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. -
    М.: Энергомашиздат, 1991. - 591 с.

  6. Кузнецов О.П., Адельсон-Вельский Г.М. Дискретная математика для инженера. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 480 с.

  7. Пєтух А.М., Войтко В.В. Прикладна теорія цифрових автоматів. – Вінниця: ВДТУ, 2003. – 67 с.

  8. Савельев А.Я. Прикладная теория цифровых автоматов. – М.: Высшая школа, 1987. – 271 с.

  9. Самофалов К.Г., Романкевич А.М.и др. Прикладная теория цифровых автоматов. - К.: Вища шк., 1987. - 224 с.



Додаткова


  1. Бабич М.П., Жуков І.А. Комп´ютерна схемотехніка. – Київ: МК-Пресс, 2004. – 478 с.

  2. Брауэр В. Введение в теорию конечных автоматов. – М.: Радио и связь, 1987. – 392 с.

  3. Коштоев В.В., Кипиани К.К. Основы прикладной теории цифровых автоматов. – Тбилиси, 1998. – 155 с.

  4. Кудрявцев В.Б., Алешин С.В., Подколзин А.С. Введение в теорию автоматов. – М.: Наука, 1985. – 320 с.

  5. Лихтциндер Б.Я., Кузнецов В.Н. МП и вычислительные устройства в радиотехнике. - К.: Вища школа, 1988. – 272 с.


Схожі:

Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Освітньо-кваліфікаційний рівень спеціаліст 091401-4 –Системи управління І автоматики
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Освітньо-кваліфікаційний рівень спеціаліста 091401 – Системи управління І автоматики
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавра 091401 –Системи управління І автоматики
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Освітньо-кваліфікаційний рівень спеціаліста 091401 – Системи управління І автоматики
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавра 091401 –Системи управління І автоматики
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Метою дисципліни "Інтелектуальні засоби систем автоматики І управління" є отримання загальних знань з області застосування методів...
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавра 091400 – Комп’ютеризовані системи, автоматика І управління
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Освітньо-кваліфікаційний рівень бакалавра 091400 – Комп’ютеризовані системи, автоматика І управління
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти І науки україни вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Протокол № від ” ” 200 р. Голова Ученої ради А. С. Васюра
Міністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено iconМіністерство освіти та науки України Вінницький національний технічний університет Інститут автоматики, електроніки та комп’ютерних систем управління Факультет автоматики та комп’ютерних систем управління затверджено
Задачі дисципліни формуються, виходячи з того, що по її вивченні студенти повинні
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи