2 Вимоги з охорони праці в лабораторії обчислювальної техніки

ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ ДЛЯ ВИКЛАДАЧІВ

Викладачі, які не атестовані по охороні праці і правилам ПТЕ і ПТБ не допускаються до проведення лабораторних або практичних занять у лабораторії.

Перед початком лабораторних або практичних занять викладач здійснює першу ступінь контролю з обов’язковим записом у оперативному журналі лабораторії.

Викладач, який проводить заняття у лабораторії несе персональну відповідальність за збереження матеріальних цінностей, за безпечний стан і експлуатацію ПК, санітарний стан лабораторії та безпечні умови проведення лабораторних занять.

Викладач повинен:

- Перевірити приміщення кабінету, забезпечити умови для проведення лабораторних робіт, відповідно до санітарних норм.

- Підготувати робоче місце відповідно з вимогами методичних вказівок для проведення лабораторних та практичних робіт.

- Перевірити наявність розписів у журналі реєстрації інструктажу всіх присутніх на занятті. При відсутності – провести інструктаж з відміткою в журналі.

- Негайно повідомити директора або заступника директора про нещасний випадок, який відбувся в лабораторії та прийняти заходи по організації першої допомоги потерпілому і викликати швидку медичну допомогу.

ЗАГАЛЬНІ ВИМОГИ ДЛЯ СТУДЕНТІВ

До виконання лабораторних робіт допускаються студенти, які пройшли інструктаж із записом в оперативному журналі, які вивчали діючу інструкцію і технічну документацію обладнання для проведення лабораторних робіт.

Дозволяється користуватися лише тим ПК, який потрібен для конкретної лабораторної роботи.

Робоче місце можна залишати тільки з дозволу викладача.

Студент повинен бути уважним і дисциплінованим, чітко виконувати вказівки викладача.

Приступати до виконання роботи тільки з дозволу викладача.

При виконанні роботи необхідно суворо дотримуватись інструкції з експлуатації апаратури.

Працювати з клавіатурою чистими сухими руками, не натискаючи на клавіші без потреби чи навмання.

Працюючи з дискетами, оберігати їх від ударів, дії магнітного поля й тепла, правильно вставляти дискети у дисковод.

Коректно завершувати роботу з тим чи іншим програмним засобом або комп’ютером.

По закінченню роботи потрібно відключити джерело електроживлення і повідомити про це викладача.

У разі появи запаху горілого, самовільного вимикання апаратури, появи незвичних звуків, потрібно негайно повідомити про це викладача та вимкнути комп’ютер.

Після закінчення лабораторної роботи робоче місце необхідно привести у порядок.

Студенту забороняється:

• залишати робоче місце або кабінет без дозволу викладача;

• відволікати від роботи студента-сусіда на робочому місці;

• торкатися екрана і тильного боку дисплея, проводів живлення та заземлення, з’єднувальних кабелів;

• порушувати порядок увімкнення й вимикання апаратних блоків;

• класти на апаратуру сторонні предмети;

• палити в приміщенні, де знаходяться комп’ютери.

3 Практична робота №1

Тема: Переклад чисел з однієї системи числення в іншу.

Мета: Засвоїти основні правила перекладу чисел з однієї системи числення в іншу, отримати практичні навички перекладу чисел.

Теоретичні відомості:

Таблиця перекладу чисел з однієї системи числення в іншу.

10-а	16-а	8-а	2-а	10-а	16-а	8-а	2-а
0	0	0	0	11	B	13	1011
1	1	1	1	12	C	14	1100
2	2	2	10	13	D	15	1101
3	3	3	11	14	E	16	1110
4	4	4	100	15	F	17	1111
5	5	5	101	16	10	20	10000
6	6	6	110	17	11	21	10001
7	7	7	111	18	12	22	10010
8	8	10	1000	19	13	23	10011
9	9	11	1001	20	14	24	10100
10	А	12	1010	21	15	25	10101

Для перекладу цілого числа з однієї СЧ з основою q₁ в СЧ з основою q₂ необхідно поділити його основу на q₂, виражену в СЧ q₁, виділивши часне та залишок, залишок знов поділити на q₂ з виділенням часного та залишку. Т.ч. ділення продовжується до тих пір, поки часне не стане меншим ніж q₂. В запису числа нової системи числення в старшому розряді записується останнє отримане часне, потім останній залишок, передостанній залишок і т.д

Наприклад:

Перекласти число 17 з десяткової СЧ в двійкову.

17 2

10 8 2

1 0 4 2

0 2 2

0 1

17₁₀ = 10001₂

Для перекладу правильного дробу з СЧ з основою q_{1 В СЧ} з основою q₂ необхідно число, що переводиться, розташувати таким чином, щоб 0 з комою опинилися ліворуч від вертикальної риски, а дробова частина – праворуч. Потім помножити дробову частину на основу q₂, виражену в СЧ з основою q₁.

Якщо отриманий добуток містить число розрядів, що дорівнює числу розрядів дробової частини вихідного числа, то цей добуток записується праворуч від вертикальної риски, а ліворуч – 0.

Якщо число розрядів добутку більше ніж число розрядів вихідного числа, то праворуч від вертикальної риски записується частина добутку, яка містить число розрядів рівне числу розрядів дробової частини, а ліворуч – частина числа, що залишилась.

Отриманий добуток, що залишився праворуч від вертикальної риски, знов помножується на q₂.

Цей прцес продовжується до тих пір, поки частина отриманого добутку не стане дорівнювати 0, тоді процес перекладу можна вважати завершеним.

Отриманий дріб з основою q₂ складається з цифр, записаних ліворуч від вертикальної риски.

Наприклад:

Перекласти число 0,125 в двійкову СЧ

0, 125

2

0. 250

2

0. 500

2

1 000

0, 125₁₀ = 0,001₂

Для перекладу вісімкового числа в двійкову СЧ необхідно кожну цифру числа представити трьома двійковими цифрами (тріадою) так, щоб числове значення кожної тріади дорівнювало відповідній двійковій цифрі.

Вісімкові	0	1	2	3	4	5	6	7
Тріади	000	001	010	011	100	101	110	111

Наприклад:

Перекласти число 325 з вісімквої СЧ до двійкової

011 010 101

325₈ = 011010101₂.

Хід роботи

1. Ознайомитися з інструкцією до практичної роботи;

2. Виконати індивідуальне завдання, згідно варіанту;

3. Оформити звіт.

Варіанти індивідуальних завдань:

1 Перекласти ціле число з десяткової системи числення в двійкову:

4. (8+Nв) ₁₀; (6+Nв) ₁₀; (3+Nв) ₁₀;

5. (24+Nв) ₁₀; (68+Nв) ₁₀; (79+Nв) ₁₀;

1. Перекласти дробове число з десяткової системи числення в двійкову:

   1. 0,(4+Nв) ₁₀; 0.(7+Nв) ₁₀, 0.(9+Nв) ₁₀;

   2. 0,(16+Nв) ₁₀; 0,(49+Nв) ₁₀; 0,(64+Nв) ₁₀;

2. Перекласти числа з десяткової системи числення в двійкову:

   1. (3,5+Nв) ₁₀; (7,8+Nв) ₁₀; (9,4+Nв) ₁₀;

   2. (16,25+Nв) ₁₀; (25,18+Nв) ₁₀; (36,1+Nв) ₄₅;

3. Перекласти числа з десяткової системи числення у вісімкову:

   1. (115+Nв) ₁₀; (144+Nв) ₁₀; (534+Nв) ₁₀;

   2. 0,(235+Nв) ₁₀; 0,(418+Nв) ₁₀; 0,(913+Nв ₁₀₎;

4. Перекласти вісімкові числа в двійкову систему числення:

   1. (7+Nв) ₈; (35+Nв) ₈; (164+Nв) ₈;

   2. 15,(64+Nв) ₈; 32,(71+Nв) ₈; 63,(42+Nв) ₈;

6. Перекласти числа з двійкової системи числення у вісімкову:

   1. 010101111₂; 11 10100010₂; 21 1010111₂;

   2. 011110110₂; 12 111000101₂; 22 01110001₂;

   3. 111010101₂; 13 01100111₂; 23 101010101₂;

   4. 001,11011₂; 14 10101010₂; 24 01110011₂;

   5. 11,10111₂; 15 01110101₂; 25 101011001₂;

   6. 10,10111₂; 16 11001111₂; 26 11111000₂;

   7. 010101110₂ 17 11001000₂; 27 11101111₂;

   8. 011110111₂; 18 010101011₂; 28 110111001₂;

   9. 111010100₂; 19 11100111₂; 29 10111111₂;

   10. 001,11010₂; 20 11001111₂; 30 10001111_2.

* Nв – номер варіанту по списку журналу навчальних занять.

Зміст звіту:

0. Тема;

1. Мета

2. Розрахунок варіанту індивідуального завдання;

3. Відповіді на контрольні питання;

4. Висновки.

Контрольні питання

1. Що таке система числення?

2. Що називають основою СЧ?

3. Класифікація систем числення.

4. Пояснити різницю між двійковою, вісімковою та щістнадцятковою системами числення.

4 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 2

Тема: Виконання арифметичних операцій над числами в різних системах числення.

Мета: Отримання практичних навичок використання арифметичних кодів при виконанні різних операцій над числами в двійковій системі числення; виконання операцій над числами у вісімковій та шістнадцятковій системах числення.

Теоретичні відомості:

Для спрощення арифметичних операцій числа в цифрових пристроях подаються спеціальними кодами - прямим, оберненим і додатковим.

Прямий код двійкового числа містить цифрові розряди, ліворуч від яких записується знаковий розряд. Додавання в прямому коді чисел, що мають однакові знаки, виконуються досить просто. Цифрові розряди чисел складаються за правилами арифметики і сумі привласнюється код знака доданків. Значно складніше реалізується в прямому коді операція алгебричного додавання, тобто додавання чисел, що мають різні знаки У цьому разі доводиться визначати більше за модулем число, вираховувати числа і привласнювати різниці знак більшого за модулем числа.

За допомогою оберненого і додаткового кодів операція віднімання (чи алгебричного додавання) зводиться до арифметичного додавання, спрощується визначення знака результату операції, а також полегшується вироблення ознак переповнення результату (коли в результаті арифметичних операцій число стає більшим від максимально допустимого для цієї форми значення).

Обернений код від'ємного числа одержується за таким правилом: у знаковий розряд числа записується одиниця, у цифрових розрядах ну замінюються одиницями, а одиниці - нулями.

Додатковий код від'ємного числа отримують з оберненого коду додаванням одиниці до молодшого розряду.

Під час виконання операції алгебричного додавання з використанням обернене чи додаткового коду додатні числа подаються прямим кодом, а від'ємні - оберненим а додатковим кодом. Потім виконується арифметичне складання цих кодів, включаючи знакові розряди, що при цьому розглядаються як старші. У разі використай оберненого коду виникла одиниця перенесення зі знакового розряду циклічно додається до молодшого розряду суми кодів, а у разі використання додаткового коду ця одиниця вилучається.

Дії над числами у двійковій СЧ.

Основні правила.

0 + 0 = 0 0 - 0 = 0 0 * 0 = 0

0 + 1 = 1 1 - 0 = 1 0 * 1 = 0

1 + 0 = 1 1 - 1 = 0 1 * 0 = 0

1 + 1 = 10 10 - 1 = 1 1 * 1 = 1

Приклади:

10101 + 1111	2)	101111 +101111
100100		1011110
_101101 11011	4)	_100111 11011

1)

3) 10010 001100

101011 * 1011

101011 101011 000000 101011

111011001

5)

Дії над числами у вісімковій СЧ.

Приклади:

375 +721	2)	754 +574
1316		1550
_706 74	4)	_1035 746
612		067

1)

3)

Дії над числами у шістнадцятковій СЧ.

Приклади:

1A +CD
E7

1)

A=10

D=13

10 + 13 = 23 = 16 + 7

A+D = 10 + 13 = 23 = 16 + 7 = 1716

1 + C = 1 +12 = 13 +1 = 14 = E

+3AEF F13C

2)
12C2B

F=15 15 + 12 = 16 + 11

C = 12 E = 14 + 3 = 17 = 16 + 1 + 1

A + 1 = 10 + 1 + 1 = 12

_7A3 4F

754

3) _AE8 97A

16E

4)
16 + 8 = 22, 22 – 10 = 12 = Е

Хід роботи

0. Ознайомитися з інструкцією до практичної роботи;

1. Виконати індивідуальне завдання, згідно варіанту;

2. Оформити звіт.

Варіанти індивідуальних завдань:

1 Число, що дорівнює (N_в+100), перекласти з десяткової системи числення в двійкову та вісімкову.

2 Виконати операції в двійковій СЧ:

1) (N_в+100)+ (N_в+100);

2) (N_в+100)-((N_в-1)+100);

3) (N_в+100)*((N_в-1)+100).

3 Виконати операції у вісімковій СЧ:

1) (N_в+100)+((N_в+100)-10);

2) (N_в+100)-((N_в+100)-10).

* Nв – номер варіанту по списку журналу навчальних занять.

Додаткове завдання:

1 Виконати операцію складання над числами:

1)735₈ 2)315₈ 3) 7D1 4)A68

126₈ 423₈ D2 1E

2 Виконати операцію віднімання над числами:

1)273₈ 2)264₈ 3) 1СЕ 4) 2АВ

113₈ 235₈ 7В 3С

3 Виконати операцію множення чисел за допомогою прямого коду:

1. А=0, 1101; 2) А= -0, 00101;

В= -0, 101. В= -0, 01010.

Зміст звіту:

1 Тема;

2 Мета

3 Розрахунок варіанту індивідуального завдання;

4 Відповіді на контрольні питання;

5 Висновки.

Контрольні питання

1.Які числа називаються числами з фіксованою комою? З плаваючою комою?

2. Призначення прямого, оберненого та додаткового кодів.

3. Особливості подання до ЕОМ від’ємних чисел.

5 ПРАКТИЧНА РОБОТА № 3

Тема: Мінімізація логічних функцій та їх синтез.

Мета: Отримання практичних навичок синтезу логічних схем в Electronics Workbench по мінімізованій функції алгебри логіки.

Теоретичні відомості:

Метою мінімізації логічної функції є зменшення вартості її технічної реалізації.

Логічні функції мінімізуються за допомогою аксіом та законів АЛ. При цьому отримують спрощені логічні вирази, на основі яких розробляються логічні схеми.

F=x₁x₂x₃ + x₁x₂x_{3 +} x₁x₂x₃ + x₁x₂x₃ = x₂x₃ (x₁+x₁) + x₁x₂x₃ + x₁x₂x₃ = x₂x₃ + x₁x₂x₃ + x₁x₂x₃ = x₃(x₂ = x₁x₂) + x₁x₂x₃ = x₃ (x₂+x₂) (x2+x₁) + x₁x₂x₃ = x₂x₃ + x₁x₃ + x₁x₂x₃ = x₂x₃ + x₁(x₃ + x₂x₃) = x₂x₃ + x₁(x₃+x₃) (x₃+x₂) = x₂x₃ + x₁x₃ + x₁x_2.

В процесі мінімізації логічних функцій використовується поняття сумісних термів.

Сумісними мінтермами називаються мін терми, що розрізняються лише однією змінною: в один мін терм вона входить у прямому вигляді, а в другий – в інверсному. Над сумісними мінтермами виконують операцію склеювання, в результаті чого формується кон’юнкція, що називають імплікантою.

x₁x₂x₃ + x₁x₂x₃ = х₂х₃ (х₁+х₁) = х₂х₃

Мінімізація ФАЛ за допомогою карт Вейча (Карно). Даний метод базується на табличному представленні функції. Він широко застосовується при ручній, без застосування ЕОМ, мінімізації ФАЛ, число змінних в якій зазвичай не перевищує п’яти.

Карта Вейча (Карно) – прямокутна таблиця, кількість клітин в якій для ФАЛ n змінних дорівнює 2ⁿ. Стовбці і рядки карти розмічаються таким чином, щоб у поряд розташованих стовбцях і рядках знаходилися сумісні терми. У клітинах карти записуються значення функції при відповідних наборах змінних.

Приклади:

Розглянемо карту Карно для 2-х змінних.

2ⁿ=4

0 1

АВ	АВ
АВ	АВ

0

1 Розглянемо карту Карно для 3-х змінних

2ⁿ=8

0 0 0 1 1 1 1 0

АВС	АВС	АВС	АВС
АВС	АВС	АВС	АВС

0

1 Розглянемо карту Карно для 4-х змінних

2ⁿ=16

0 0 0 1 1 1 1 0

АВСД	АВСД	АВСД	АВСД
АВСД	АВСД	АВСД	АВСД
АВСД	АВСД	АВСД	АВСД
АВСД	АВСД	АВСД	АВСД

0 0

0 1

1 1

1 0

Хоча карта Карно на площині зображується у вигляді прямокутника, на справді вона має форму тора, таким чином верхній і нижній рядок та крайні лівий і правий стовбці теж мають сумісні терми.

Приклад

Функція задана за допомогою та таблиці істинності:

А	В	С	F
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	0

Виходячи х таблиці істинності складаємо Карту Карно-Вейча:

0 0 0 1 1 1 1 0

		1	1
1

0

1

При мінімізації функції поряд розташовані одиниці охоплюються овалами, при чому кількість одиниць в овалі повинна бути кратною 2^к, де к = 1,2,3…

F = АС + АВС – результуюча імпліканта.

АВС + АВС = АС(В+В) = АС

Хід роботи

1. Ознайомитися з інструкцією до практичної роботи;

2. Виконати індивідуальне завдання, згідно варіанту:

- Записати мінтерми та макстерми і утворити досконалу диз’юнктивну нормальну форму та досконалу кон’юнктиву нормальну форму для функції, заданої таблично згідно номера варіанту (табл. 1).

- Мінімізувати дану функцію за допомогою карт Вейча (Карно).

- За отриманою мінімізованою функцією синтезувати логічну схему, що буде реалізовувати цю функцію на логічних елементах І, АБО, НІ, І-НІ, АБО-НІ, ін..

- Побудувати отриману схему в середовищі Electronics Workbench і за допомогою логічного перетворювача (Logic Converter) (рис.1).

- Виконати:

- перевірку таблиці істинності функції, що реалізує побудований пристрій;

- остаточно заповнити таблицю1

- мінімізацію функції та порівняти отриманий вираз з виразом, що отримали при мінімізації функції за допомогою карт Карно;

- побудову логічної схеми для реалізації заданої функції на елементах АБО І-НІ.