НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” Кафедра АВТОМАТИЗОВАНИХ СИСТЕМ УПРАВЛІННЯ /назва кафедри/ “ЗАТВЕРДЖУЮ” *Голова методичної комісії базового напряму ______________/ Медиковський М.О./ / підпис/ /прізвище, ініціали/ “_______”____________________2008 р. Робоча навчальна програма Дисципліни КОМП’ЮТЕРНА СХЕМОТЕХНІКА /назва дисципліни/ Для базового напряму 6.080401 “ Комп'ютерні науки” /номер і назва базового напряму/ Для спеціальності (тей) /шифр і назва спеціальності (тей)/ Вид роботи Денна форма Заочна форма
Семестр3 Семестр 4 Всього Семестр 3 Семестр 4 Всього
- лекційні заняття, год 16 32 48
- лабораторні заняття, год 16 16 32
- практичні (семінарські) заняття, год 16 16 32
- модульний контроль, год ( 6 6
Всього аудиторних год 52 74 126
Cамостійна робота, год 52 70 122
Загальний обсяг, год 108 144 152
КП/КР ( ( (
Контрольні роботи, шт. 1 12 28
Розроблення графічних робіт, шт. ( 1
Екзамени ( 1
Заліки, год 1 (
Примітка: * Робоча навчальна програма для спеціальності затверджується головою Науково-методичної ради інституту. ** для екстернату – до 30% лабораторних робіт з денної форми навчання. Робоча навчальна програма складена на основі освітньо-професійної програми ГСВО напряму 6.080401_Комп’ютерні науки /шифр, назва/ Робоча навчальна програма складена: д.т.н., проф. кафедри АСУ Медиковський М.О. /вчена ступінь, звання, прізвище та ініціали автора (ів) програми / “ 2 ” вересня 2008 р. ___________________ ( Медиковський М.О.) Робоча навчальна програма обговорена та схвалена на засіданні кафедри Автоматизовані системи управління /назва кафедри/ Протокол № 1-08/09 від ” 2 ” вересня 2008 р. Завідуючий кафедрою_________________________ (Рашкевич Ю.М.) /підпис - прізвище, ініціали/ Робоча навчальна програма обговорена та схвалена на засіданні методичної комісії базового напряму.
1. Мета та завдання дисципліни, її місце в навчальному процесі 1.1. Мета викладання дисципліни Метою дисципліни є ознайомлення студентів із елементною базою ЕОМ, способами аналізу та синтезу комп’ютерних схем, проектуванням типових функціональних вузлів та пристроїв. 1.2. Завдання вивчення дисципліни В результаті вивчення дисципліни студенти повинні: знати принципи побудови та фунціонування елементів та вузлів ЕОМ, способи аналізу та синтезу структурних, функціональних та принципових схем, основи їх проектування; вміти виконати арифметичні операції в двійковій системі числення, синтезувати цифрові автомати комбінаційного та послідовнісного типу, розробити принципову електричну схему цифрового автомату. Читання курсу базується на знаннях студентами курсів ’’Фізики’’, ’’Основ електротехніки та електроніки’’та ’’Дискретної математики’’. Знання, отримані в курсі ’’Комп’ютерна схемотехніка’’ використовуються при читанні наступної дисципліни ’’Комп’ютерні мікропроцесорні системи’’, а також при виконанні курсових та дипломних проектів. Навчання практичним навикам проводиться на лабораторних стендах для дослідження інтегральних схем ’’Схемотехнік-1’’, які є в лабораторіях кафедри АСУ, а також із використанням програм симуляторів.
1.3. Перелік дисциплін, знання яких необхідні студенту для вивчення цієї дисципліни № п/п Найменування дисциплін Обсяг знань
1 Загальна фізика 1.Атомна будова речовин
2.Структура напівпровідників
2 Основи електротехніки та електроніки 1.Електропровідність матеріалів
2.Закони електротехніки
2. Зміст дисципліни 2.1. Лекційні заняття -16 годин у 3-му семестрі № п/п Найменування розділів і тем Кіл. год Література та вид роботи студентів
1 2 3 4
1 Вступ 1.1. Цифрова техніка-окрема галузь радіоелектроніки. 1.2. Класифікація цифрових пристроїв. 1.3. Загальні відомості про цифрові автомати (ЦА). 1.4. Різновиди ЦА та особливості їх функціонування. 1.5. Загальні питання синтезу ЦА.
( 0,5 0,5 0,5 0,5
Л1- с. (7-10)- самостійно Л1- с. (10-11) Л1- с. (12-13) Л1- с. (13-16) Л1- с. (16-19)
2 Математичні основи цифрової техніки 2.1.Відображення інформації у цифровій техніці. 2.2. Системи числення та кодування. 2.3. Перетворення числової інформації. 2.4. Двійкова арифметика. 2.5. Основні поняття та закони бульової алгебри. 2.6. Властивості логічних функцій. 2.7. Форми зображення логічних функцій. 2.8. Мінімізація логічних функцій. 2.9. Структурна реалізація логічних функцій.
( ( ( ( 0,5 0,5 0,25 0,5 0,25
Л1- с. (19-22), Л2- с. (8-16)- самостійно Л1- с. (16-18), Л2- с. (22-28)- самостійно Л1- с. (28-31), Л2- с. (18-22)- самостійно Л1- с. (32-34), Л2- с. (16-37)- самостійно Л1- с. (34-39), Л2- с. (37-42) Л1- с. (39-43), Л2- с. (37-42) Л1- с. (44-50), Л2- с. (43-44) Л1- с. (51-66), Л2- с. (45-47) Л1- с. (66-69)
3 Схемотехніка цифрових елементів 3.1. Цифрові сигнали, форми їх зображення та способи передачі. 3.2. Класифікація цифрових елементів. 3.3. Основні характеристики та параметри цифрових мікросхем. 3.4. Порівняльні характеристики цифрових мікросхем. 3.5. Базові схеми логічних елементів. 3.5.1. Схеми елементів ТТЛ(Ш). 3.5.2. Елементи ЕЗЛ. 3.5.3. Схеми елементів І2Л або ІІЛ. 3.5.4. Схеми на (К)МОН-транзисторах. 3.6. Цифрові елементи з розширеними логічними та функціональними можливостями. 3.6.1 Розширювачі на логічних елементах (ЛЕ). 3.6.2 ЛЕ з відкритим колектором. 3.6.3. Тристановий драйвер. 3.7. Інтерфейсні мікросхеми. 3.8. Узгоджувачі цифрових сигналів. 3.9. Захист цифрових елементів від завад та шумів. 3.10. Імпульсні схеми на цифрових елементах. 3.10.1. Формувачі. 3.10.2. Генератори імпульсних сигналів.
( ( ( ( 0,25 0,25 0,25 0,25 ( ( ( ( ( ( 0,25 0,25
Л1- с. (71-75), Л2- с. (48-52)- самостійно Л1- с. (76-78), Л2- с. (56-59) – самостійно Л1- с. (79-84), Л2- с. (52-55)- самостійно Л1- с. (84-89), Л2- с. (76-77)- самостійно Л1- с. (89-93), Л2- с. (68-73) Л1- с. (94-97), Л2- с. (77-80) Л1- с. (97-99), Л2- с. (67) Л1- с. (99-103), Л2- с. (80-86) Л1- с. (103-105)- самостійно Л1- с. (105-110) - самостійно Л1- с. (111-113) - самостійно Л1- с. (114-118)- самостійно Л1- с. (119-122)- самостійно Л1- с. (123-127)- самостійно Л1- с. (128-133) Л1- с. (133-143)
4 Комбінаційні пристрої (КП) 4.1.Особливості синтезу комбінаційних пристроїв. 4.1.1. Збої в КП і способи їх усуненя. 4.2.Пристої для перетворення та комутування цифрових сигналів. 4.2.1. Шифратори та дешифратори. 4.2.2. Перетворювачі кодів. 4.2.3. Мультиплексори та демультиплексори. 4.3. Синтез КП на дешифраторах та мультиплексорах. 4.3.1. Синтез КП на основі дешифраторів. 4.3.1. Синтез КП на основі мультиплексорів. 4.4. Арифметичні пристрої. 4.4.1. Комбінаційні суматори. 4.4.2. Накопичувальні суматори. 4.4.3. Цифрові компаратори. 4.4.4. Арифметично-логічні пристої. 4.5. Програмовані логічні матриці. 4.5.1. Структура комбінаційної ПЛМ та її програмування. 4.5.2. Синтез цифрових пристроїв на ППЛМ.
0,1 0,4 1 ( 1 1 1 1 ( 1 1 1 1 1
Л1- с. (143-145) Л1- с. (145-150) Л1- с. (151-152) Л1- с. (151-159), Л2- с. (132-141) Л1- с. (151-163), Л2- с. (141-147) -самостійно Л1- с. (164-167), Л2- с. (156-163)
Л1- с. (168-170), Л2- с. (132-141) Л1- с. (170-175), Л2- с. (141-147) Л1- с. (174-180), Л2- с. (163-173) Л1- с. (180-185), Л2- с. (163-173) -самостійно Л1- с. (185-192), Л2- с. (148-155) Л1- с. (192-195), Л2- с. (173-178) Л1- с. (195-197) Л1- с. (197-201) Л1- с. (201-207)
2.2. Лекційні заняття -32 годин у 4-му семестрі № п/п Найменування розділів і тем Кіл. год Література та вид роботи студентів
1 2 3 4
5 I модуль по 5-му розділу “ Послідовнісні пристрої (ПП) “ Послідовнісні пристрої (ПП) 5.1. Особливості функціонування ПП 5.2. ПП та форми опису його роботи 5.2.1.Особливості синтезу ПП 5.3. Тригер- двостановий запам’ятовувач інформації 5.3.1. Загальна структура та класифікація тригерів 5.3.2. Різновиди тригерів 5.4. Регістри 5.4.1. Регістри пам’яті 5.4.2. Регістри зсуву 5.5. Лічильники 5.5.1. Класифікація лічильників 5.5.2. Лічильники із послідовним переносом 5.5.3. Лічильники із паралельним переносом 5.5.4. Реверсивні лічильники 5.5.5. Лічильники з довільним модулем лічби 5.5.6. Кільцеві лічильники. Лічильники Джонсона 5.5.7. Синтез синхронних лічильників
Л1- с. (207-208) Л1- с. (208-213) Л1- с. (213-216) Л1- с. (216-217), Л2- с. (96--110) Л1- с. (217-221) Л1- с. (221-234) Л1- с. (234-235), Л2- с. (111-114) Л1- с. (235-236) Л1- с. (236-239) Л1- с. (240) Л1- с. (241-242), Л2- с. (120-131) Л1- с. (242-244) Л1- с. (244-246) Л1- с. (246-247) Л1- с. (247-250) Л1- с. (251-254) Л1- с. (255-266)
6 I I модуль по 6-му і 7-му розділах Інтегральні запам’ятовувальні пристрої (ЗП) 6.1. Загальні відомості 6.2. Оперативні запам’ятовувачі пристрої (ОЗП) 6.2.1. Статичні запам’ятовуючі ВІС ОЗП 6.2.2. Динамічні запам’ятовувачі ВІС ОЗП 6.2.3. Принцип побудови і структура ВІС ОЗП 6.3. Постійні запам’ятовувальні пристрої (ПЗП) 6.3.1. Принцип побудови і структура ВІС ПЗП 6.4. Застосування запам’ятовувальних пристроїв (ЗП) 6.4.1. Універсальні можливості ПЗП 6.4.2. Синтез КП на основі ПЗП
0,1 0,1 1,8 1,8 1,8 0,1 1,8 0,1 0,2 0,2
Л1- с. (267-270), Л2- с. (201-230) Л1- с. (270) Л1- с. (270-272) Л1- с. (270-274) Л1- с. (274-279) Л1- с. (279-280) Л1- с. (280-287) Л1- с. (287) Л1- с. (287-290) Л1- с. (290-297)
7 Цифро-аналогові та аналого-цифрові перетворювачі 7.1. Загальні відомості 7.2. Принцип ЦА-перетворення. Параметри ЦАП 7.2.1. ЦАП на двійково-зважених резисторах 7.2.2. ЦАП на основі матриці резисторів R-2R 7.2.3. Перемножувальний ЦАП 7.3. Принципи АЦ-перетворення. Параметри АЦП 7.3.1. АЦП послідовного наближення 7.3.2. АЦП паралельного кодування 7.3.3. АЦП подвійного інтегрування
0,4 0,7 0,6 0,6 1 0,7 1 1 2
Л1- с. (299), Л2- с. (179-190) Л1- с. (300-302) Л1- с. (302-304) Л1- с. (304-306) Л1- с. (306-309) Л1- с. (310-312) Л1- с. (312-316) Л1- с. (316-317) Л1- с. (317-321)
2.3. Практичні заняття в 3 семестрі __16__ годин № п/п Зміст (теми) занять Кількість годин
1 2 3
1. Системи числення та кодування. Двійкова арифметика. Прямий, обернений, доповняльний коди. Модифіковані коди. Розв’язування прикладів із збірника задач. 2
2. Видача розрахункової роботи ’’Арифметичні основи ЦОМ’’. 2
3. Основні поняття та закони бульової алгебри. Мінімізація логічних функцій. Розв’язування прикладів із збірника задач. 2
4. Видача розрахункової роботи ’’Синтез комбінаційних схем’’. 2
5. Синтез шифраторів і дешифраторів та їх застосування. Видача розрахункової роботи. 2
6. Синтез мультиплексорів та демультиплексорів та їх застосування. 2
8. Структура комбінаційної ПЛМ та її програмування. Синтез цифрових пристроїв на ППЛМ. 2
(=16
2.4. Практичні заняття в 4 семестрі __16__ годин № п/п Зміст (теми) занять Кількість годин
1 2 3
1. І модуль: пункти 1, 2, 3, 4. Особливості синтезу послідовнісних пристроїв (ПП). Різновиди тригерів. Розв’язування прикладів із збірника задач. 2
2. Синтез та застосування регістрів пам’яті. Розв’язування прикладів із збірника задач. 2
3. Синтез цифрових автоматів на основі двійкових лічильників. Видача розрахункової роботи ’’Синтез ЦА на основі двійкових лічильників’’. 2
4. Застосуавння різних типів лічильників в схемотехніці. 2
5. ІІ модуль: пункти 5, 6. 7, 8. Інтегральні запам’ятовувальні пристрої (ЗП). Статичні запам’ятовуючі ВІС ОЗП. 2
6. Постійні запам’ятовувальні пристрої (ПЗП).. Принцип побудови і структура ВІС ПЗП. Застосування запам’ятовувальних пристроїв (ЗП). 2
7. Універсальні можливості ПЗП. Синтез КП на основі ПЗП 2
8. Методика вибору ЦАП та АЦП. 2
(=16
2.5. Лабораторні заняття в 3 семестрі - _16_ годин № п/п Зміст (теми) занять Кількість годин
1 2 3
0 Вступне заняття. Інструктаж з техніки безпеки. 2
1. Вивчення лабораторного стенду ’’Схемотехнік-1’’. 2
2. Дослідження логічних елементів. 2
3. Дослідження мультивібраторівта одновібраторів. 2
4. Дослідження шифраторів та дешифраторів. 2
5. Дослідження мультиплексорів та демультиплексорів. 2
6. Дослідження комбінаційних суматорів. 2
7. Дослідження арифметично-логічного пристрою. 2
(=16
2.6. Лабораторні заняття в 4 семестрі - _16_ годин № п/п Зміст (теми) занять Кількість годин
1 2 3
0 Вступне заняття. 2
1. Дослідження RS- та D-тригерів. 2
2. Дослідження Т- та JK -тригерів. 2
3. Дослідження двійкових лічильників. 2
4. Дослідження двійкових лічильників. 2
5. Дослідження регістрів. 2
6. Дослідження регістрів. 2
7. Дослідження ЦАП та АЦП. (=16
2.7. Самостійна робота - 122 годин № п/п Зміст роботи Кількість годин Термін виконання (семестр)
1 2 3 4
Перелік завдань для РГР та КР
1
2
3. Навчально-методичні матеріали 1..Рицар Б.Є. Цифрова техніка: Навчальний посібник.-Київ: УМК ВО, 1991.-372 с., іл. 2. Бабич М.П., Жуков І.А. Комп’ютерна схемотехніка: Навчальний посібник.-К.: «МК-Прес», 2004.-412 с., іл. 3. А.В.Андреев, Е.А.Матлин. Средства тиражирования документов. М.: Экономика: 1990. Підручники 1. Бабич М.П., Жуков І.В. Комп’ютерна схемотехніка: Навчальний посібник.-К.: «МК-Прес». 2004.- 412 с.,іл. 2. Рицар Б.Є. Цифрова техніка: Навчальний посібник.-К.: УМК ВО, 1991.-372 с. іл. 3. Бойко В.И. и др. Схемотехника электронных систем. Цифровые устройства. Учебник для студентов техн. Вузов.-СПб.: БХВ-Петербург, 2004.-512 с.: ил. Конспекти лекцій 1. Лукащук Л.О. Комп’ютерна схемотехніка. Конспект лекцій. Львів. Рукопис, 2006. 127 с.: іл. 2. Бегота Р.В. Комп’ютерна схемотехніка. Конспект лекцій. Львів. Рукопис, 2007. 163 с.: іл. Посібники 1.Лукащук Л.О. Проектування комбінаційних та послідовнісних схем. Навчальний посібник. Кафедра АСУ. Львів, 1998. 2. Медведев Б.Л., Пирогов Л.Г. Практическое пособие по цифровой схемотехнике.- М.: Мир, 2004.-408 с., ил. 3. Музылева И.В. Элементная база для построения цифровых систем управления. Учебное пособие.- М.: Техносфера, 2006.-144 с., ил. 4. Кучумов А.И. Электроника и схемотехника: Учебное пособие. 2-ое изд.,перераб. и доп.-М.: Гелиос АРВ, 2004.-336 с.: ил. 5. Браммер Ю.А. Импульсные и цифровые устройства: Учебное пособие –М.: Высш. Шк., 2002.-351 с.: ил. 6. Дмитрів В.Т., Шиманський В.М. Електроніка і мікросхемотехніка.: Навчальний посібник.- Львів: Афіша, 2006.-175 с.:іл. Монографії 1. Джонс М.Х. Электроника-практический курс.-М.: Техносфера, 2006.-512 с.: ил. Методичні вказівки 1. Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт 1-12 з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка”. Укладачі-викл. кафедри АСУ. 2001-2004 р. 2. Лабораторний практикум з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка” для студентів базового напрямку 0804 “Комп’ютерні науки”. Укладачі- Бегота Р.В., Медиковський М.О.-Львів.: ДУ ЛП, 2007.- Практикум призначений для проектування і часового аналізу результатів проектування цифрових пристоїв в системі схемотехнічного моделювання Micro-Cap V. 3. Збірник задач (із відповідями та рішеннями) для практичних занять з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка” для студентів базового напрямку 0804 “Комп’ютерні науки”, Укладачі- Бегота Р.В., Медиковський М.О.-Львів.: ДУ ЛП, 2007.-66 с. 4. Арифметичні основи ЦОМ. Методичні вказівки до розрахункової роботи з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка”для студентів базового напрму 0804 «Комп’ютерні науки» та студентів базового напряму 0927 «Видавничо-поліграфічна справа». Укладачі- Бегота Р.В., Медиковський М.О.- Львів.: ДУ ЛП, 2004.-12 с. 5. Синтез шифраторів і дешифраторів та їх застосування. Методичні вказівки до розрахункової роботи з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка”для студентів базового напрму 0804 «Комп’ютерні науки» та студентів базового напряму 0927 «Видавничо-поліграфічна справа». Укладачі - Бегота Р.В., Медиковський М.О.-Львів.: ДУ ЛП, 2004.-24 с. 6. Синтез комбінаційних схем. Методичні вказівки до розрахункової роботи з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка”для студентів базового напрму 0804 «Комп’ютерні науки» та студентів базового напряму 0927 «Видавничо-поліграфічна справа». Укладачі- Бегота Р.В., Медиковський М.О.- Львів.: ДУ ЛП, 2004.-32 с. 7. Синтез цифрових автоматів на базі лічильників. Методичні вказівки до розрахункової роботи з дисципліни “Комп’ютерна схемотехніка”для студентів базового напрму 0804 «Комп’ютерні науки» та студентів базового напряму 0927 «Видавничо-поліграфічна справа». Укладачі - Бегота Р.В., Медиковський М.О.- Львів.: ДУ ЛП, 2004.-20 с. Електронні посібники Схеми, довідники. www.radiofan.gav.ru Схеми, довідники. www.bloknotik.ru Великий довідник www.ntpo.com/electronics 4. Бабич М.П., Жуков І.В. Комп’ютерна схемотехніка: Навчальний посібник.-К.: «МК-Прес». 2004.- 412 с.,іл. 5. Рицар Б.Є. Цифрова техніка: Навчальний посібник.-К.: УМК ВО, 1991.-372 с. іл. 4. Узгодження з іншими дисциплінами № п/п Найменування дисципліни, з якою проводиться узгодження Прізвище, ініціали викладача
