2746
.pdfМИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ Г.Ф. МОРОЗОВА»
ЦИФРОВЫЕ АВТОМАТЫ
Методические указания для самостоятельной работы
для студентов по специальности 09.05.01 – Применение и эксплуатация автоматизированных систем специального назначения
Специализация «Автоматизированные системы обработки информации и управления специального назначения»
Воронеж 2017
2
УДК 519.713
Аникеев, Е. А. Цифровые автоматы Текст : методические указания для самостоятельной работы студентов по специальности 09.05.01 – Применение и эксплуатация автоматизированных систем специального назначения / Е.А. Аникеев; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,
2017. – 21 с.
Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № от г.)
Рецензент доцент кафедры информационных технологий моделирования и управления Воронежского государственного университета инженерных технологий А.В. Лемешкин
3
Оглавление
1 |
Цели и задачи самостоятельной работы ............................................................ |
4 |
|
2 |
Содержание дисциплины .................................................................................... |
6 |
|
3 |
Темы для самостоятельного изучения ............................................................. |
10 |
|
4 |
Учебно-методические материалы по дисциплине.......................................... |
11 |
|
5 |
Методические рекомендации по формам самостоятельной работы............. |
13 |
|
|
5.1 |
Работа с книгой.................................................................................................................. |
13 |
|
5.2 |
Правила самостоятельной работы с литературой .......................................................... |
14 |
|
5.3 |
Основные виды систематизированной записи прочитанного ...................................... |
15 |
|
5.4 |
Методические рекомендации по составлению конспекта ............................................ |
16 |
|
5.5 |
Практические занятия ....................................................................................................... |
16 |
|
5.6 |
Самопроверка и консультации......................................................................................... |
17 |
|
5.7 |
Подготовка к экзаменам и зачетам. ................................................................................. |
17 |
Библиографический список.................................................................................. |
20 |
4
1 Цели и задачи самостоятельной работы
Целью самостоятельной работы студентов является овладение фундаментальными знаниями, профессиональными умениями и навыками деятельности по профилю, опытом творческой, исследовательской деятельности. Самостоятельная работа студентов способствует развитию самостоятельности, ответственности и организованности, творческого подхода к решению проблем учебного и профессионального уровня.
Задачами самостоятельной работы студентов являются:
систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и практических умений студентов;
углубление и расширение теоретических знаний;
формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;
развитие познавательных способностей и активности студентов: творческой инициативы, самостоятельности, ответственности и организованности;
формирование самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации;
развитие исследовательских умений;
использование материала, собранного и полученного в ходе самостоятельных занятий на семинарах, на практических и лабораторных занятиях, при написании курсовых и выпускной квалификационной работ, для эффективной подготовки к итоговым зачетам и экзаменам.
Методика организации самостоятельной работы студентов зависит от структуры, характера и особенностей изучаемой дисциплины, объема часов на
ееизучение, вида заданий для самостоятельной работы студентов, индивидуальных качеств студентов и условий учебной деятельности.
Процесс организации самостоятельной работы студентов включает в себя следующие этапы:
подготовительный (определение целей, составление программы, подготовка методического обеспечения, подготовка оборудования);
основной (реализация программы, использование приемов поиска информации, усвоения, переработки, применения, передачи знаний, фиксирование результатов, самоорганизация процесса работы);
5
заключительный (оценка значимости и анализ результатов, их систематизация, оценка эффективности программы и приемов работы, выводы о направлениях оптимизации труда).
6
2 Содержание дисциплины
Целью изучения дисциплины «Цифровые автоматы» является формирование у студентов знаний основам цифровой техники, синтезу комбинационных цифровых схем, а также схем последовательностного типа, общим принципам синтеза цифровых автоматов.
Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:
изучить основы цифровой техники;
уяснить технологии анализа и синтеза цифровых моделей;
ознакомиться программным обеспечением, используемым для моделирования цифровых схем;
получить прикладные знания о синтезе комбинационных и последовательностных цифровых автоматов;
получить навыки самостоятельного использования
инструментальных средств создания цифровых схем.
Дисциплина «Цифровые автоматы» относится к обязательным дисциплинам вариативной части основной образовательной программы, индекс по учебному плану Б1.В.ОД.6.
Для эффективного освоения дисциплины «Цифровые автоматы» у обучающегося должны быть сформированы следующие предварительные компетенции или их части:
а) общепрофессиональные (ОПК):
способность к работе в многонациональном коллективе, к трудовой кооперации, к формированию в качестве руководителя подразделения целей его деятельности, к принятию организационно-управленческих решений в ситуациях риска и способность нести за них ответственность, а также применять методы конструктивного разрешения конфликтных ситуаций (ОПК- 1)
способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-3)
способность использовать языки и системы программирования, программные средства общего назначения, инструментальные средства
7
компьютерного моделирования для решения различных исследовательских и профессиональных задач (ОПК-4)
способность понимать сущность и значение информации в развитии современного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности (ОПК-5)
способность учитывать в своей профессиональной деятельности современные тенденции развития компьютерных, информационных и телекоммуникационных технологий, применять основные методы, способы и средства получения, хранения, обработки информации, использовать навыки работы с компьютером в сфере профессиональной деятельности (ОПК-6)
способность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ОПК-7)
б) профессиональными (ПК):
способность создавать и применять математические модели объектов
ипроцессов, выбирать методы их исследования и разрабатывать алгоритмы их реализации (ПК-21)
Студент по результатам освоения дисциплины «Цифровые автоматы» должен обладать следующими компетенциями:
а) общие:
Способность к логическому мышлению, обобщению, анализу, критическому осмыслению, систематизации, прогнозированию, постановке исследовательских задач профессиональной деятельности и выбору путей их достижения (ОК-4)
б) общепрофессиональные:
Способность использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОПК-3)
Способность учитывать в своей профессиональной деятельности современные тенденции развития компьютерных, информационных и телекоммуникационных технологий, применять основные методы, способы и
8
средства получения, хранения, обработки информации, использовать навыки работы с компьютером в сфере профессиональной деятельности (ОПК-6)
Способность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности (ОПК-7)
Способность использовать достижения отечественной и зарубежной науки, техники и технологии (ОПК-9)
в) профессиональными:
Способность создавать и применять математические модели объектов и процессов, выбирать методы их исследования и разрабатывать алгоритмы их реализации (ПК-21)
Способность использовать специальную литературу и научнотехническую информацию, отражающую достижения отечественной и зарубежной науки и техники в области автоматизации (ПК-22)
Врезультате освоения дисциплины студент должен:
–знать: основы систем счисления, законы алгебры логики, методы минимизации логических функций, функциональные базисы, формы представления цифровых автоматов, принципы работы комбинационных и последовательностых цифровых устройств, а также методы их синтеза.
–уметь: выполнять арифметические действия в различных системах счисления, анализировать и синтезировать логические функции в заданном базисе, синтезировать цифровые автоматы без памяти и с памятью по заданным параметрам.
–владеть навыками: синтеза цифровых автоматов для практических целей, использования программного обеспечения для реализации цифровых устройств.
Дисциплина «Цифровые автоматы» включает в себя следующие разделы. Раздел 1. ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ Системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в
другую. Законы алгебры логики. Переключательные функции. Минимизация логических функций. Реализация логических функций в различных базисах.
Раздел 2. КОМБИНАЦИОННЫЕ ЦИФРОВЫЕ СХЕМЫ Формы представления цифровых автоматов без памяти. Дешифраторы.
Шифраторы. Мультиплексоры. Компараторы. Сумматоры.
9
Раздел 3. ЦИФРОВЫЕ СХЕМЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНОГО ТИПА Формы представления цифровых автоматов с памятью (автоматов Мили).
Элементарные конечные автоматы. Счѐтчики. Регистры. Раздел 4. СИНТЕЗ КОНЕЧНЫХ АВТОМАТОВ
Синтез функций активации и выходов цифрового автомата с использованием RS-триггеров. Синтез конечного автомата с использованием Т- триггера.
10
3 Темы для самостоятельного изучения
Поскольку лекции читаются не в полном объеме дисциплины, то студентам на самостоятельное изучение выносится ряд разделов. Преподаватель сообщает студентам содержание данных разделов и организует контроль знаний по заявленным темам. Литература для самостоятельного изучения, распределѐнная по темам дисциплины, представлена в таблице 1.
|
|
|
|
Таблица 5 |
|
|
|
|
|
№ |
Тема самостоятельно работы |
|
Номер источника |
|
п/п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Основы цифровой техники |
|
1 |
осн. (с. 177-179), 1 доп (с. 6-11), 2 |
|
|
|
доп (с. 5-19) |
|
|
|
|
|
|
2 |
Комбинационные цифровые схемы |
1 |
осн. (с. 194-211), 1 доп. (с. 23-30), 2 |
|
|
|
|
доп (с. 20-31) |
|
|
|
|
|
|
3 |
Цифровые |
схемы |
1 |
осн. (с. 212-269) |
|
последовательностного типа |
|
|
|
4 |
Синтез конечных автоматов |
|
1 |
осн. (с. 183-193), 1 доп (с. 40-79) |
|
|
|
|
|