1225

2

УДК 519.713

Аникеев, Е. А. Цифровые автоматы Текст : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 09.03.02 – Информационные системы и технологии (уровень бакалавриата) / Е.А. Аникеев; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж,

2016. – 20 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

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 ее изучение, вида заданий для самостоятельной работы студентов, индивидуальных качеств студентов и условий учебной деятельности.

Процесс организации самостоятельной работы студентов включает в себя следующие этапы:

5

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);

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) общекультурные:

умение применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля для интеллектуального развития, повышения культурного уровня, профессиональной компетенции, сохранения своего здоровья, нравственного и физического самосовершенствования (ОК-6)

б) общепрофессиональные:

владение широкой общей подготовкой (базовыми знаниями) для решения практических задач в области информационных систем и технологий (ОПК-1)

7

в) профессиональные:

способность к проектированию базовых и прикладных информационных технологий (ПК-11)

Студент по результатам освоения дисциплины «Цифровые автоматы» должен обладать следующими компетенциями:

а) общекультурными:

- владение культурой мышления, способность к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей ее достижения, умение логически верно, аргументировано и ясно строить устную и письменную речь (ОК-1)

б) общепрофессиональными:

способность выбирать и оценивать способ реализации информационных систем и устройств (программно-, аппаратноили программно-аппаратно) для решения поставленной задачи (ОПК-6)

в) профессиональные:

- способность использовать технологии разработки объектов профессиональной деятельности в областях: машиностроение, приборостроение, техника, образование, медицина, административное управление, юриспруденция, бизнес, предпринимательство, коммерция, менеджмент, банковские системы, безопасность информационных систем, управление технологическими процессами, механика, техническая физика, энергетика, ядерная энергетика, силовая электроника, металлургия, строительство, транспорт, железнодорожный транспорт, связь, телекоммуникации, управление инфокоммуникациями, почтовая связь, химическая промышленность, сельское хозяйство, текстильная и легкая промышленность, пищевая промышленность, медицинские и биотехнологии, горное дело, обеспечение безопасности подземных предприятий и производств, геология, нефтегазовая отрасль, геодезия и картография, геоинформационные системы, лесной комплекс, химико-лесной комплекс, экология, сфера сервиса,

8

системы массовой информации, дизайн, медиаиндустрия, а также предприятия различного профиля и все виды деятельности в условиях экономики информационного общества (ПК-17);

- способность адаптировать приложения к изменяющимся условиям функционирования (ПК-32).

В результате 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.

Раздел 3. ЦИФРОВЫЕ СХЕМЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТНОГО ТИПА

9

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.