2746

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

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.