У Т В Е Р Ж Д А Ю
Ректор университета
_______________ А.В. Лагерев
«____» ______________ 2009 г.
Аппаратные средства вычислительной техники
Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов 3 – го курса очной формы обучения специальности 090103 – «Безопасность автоматизированных систем»
БРЯНСК 2012
УКД 004.239.056.
«Аппаратные средства вычислительной техники»: методические указания к выполнению курсового проекта для студентов 3 - го курса очной формы обучения специальности 090103 – «Безопасность автоматизированных систем». - Брянск: БГТУ, 2012. – 23 с.
Разработали:
Р.А. Филиппов, канд. техн. наук, доц
Рекомендовано кафедрой
«Компьютерные технологии и системы» БГТУ
(протокол № 5 от «06» 02 2009г.)
Введение
Методические указания определяют общие требования к тематике, содержанию, объему, последовательности выполнения, методике выполнения и оформлению курсового проекта по дисциплине «Аппаратные средства вычислительной техники» для специальности 090103 – «Безопасность автоматизированных систем», а также включают перечень литературы, рекомендуемой для их выполнения.
Цель выполнения курсового проекта (КП) – систематизировать, закрепить и использовать в самостоятельной практической (творческой) работе знания, полученные на лекциях и при выполнении лабораторных и практических работ по разработке функциональных и структурных схем узлов и модулей вычислительных средств и построению временных диаграмм их принципа действия.
1. Структура курсового проектирования
В состав курсового проекта входят схема операционного блока (ОБ), пояснительная записка и презентация.
Операционный блок представляет собой смоделированную в программной среде OrCAD схему, а также её временные диаграммы.
Пояснительная записка должна иметь объем 20 - 30 листов машинописного текста на листах формата А4 и включать следующие разделы:
Введение
1. Общий раздел
2. Арифметические и логические основы ЭВМ
3. Технология программирования
Заключение
Кроме того, записка должна иметь содержание, список использованной литературы, а также в нее могут входить различные приложения.
Во Введении даётся краткий обзор состояния вычислительной техники и перспективы её развития на ближайшее будущее. Раскрываются основные проблемы производства, эксплуатации и утилизации современных технических и программных средств, формулируются задачи, решаемые при выполнении КП; назначение, устройство, схема, временные диаграммы, принцип действия и применения проектируемого вычислительного средства. Изложение материала должно быть сжатым. Пояснения ведут в безличной форме или от первого лица множественного числа. Объём введения должен составлять от 2-х до 3-х листов.
Раздел Общий раздел, состоит из двух подразделов:
1.1.Основные понятия о компьютерных системах и информационных технологиях
1.2.Технические средства вычислительных систем
В подразделе 1.1. согласно выданному заданию, раскрывается выданная тема, затрагивающая область компьютерных систем и информационных технологий. Объем пункта должен быть равен 9-10 листам.
В подразделе 1.2. согласно выданному заданию, описывается одно из технических средств вычислительных систем. Объём пункта должен быть равен 4-5 листам.
Раздел Арифметические и логические основы ЭВМ состоит из четырёх подразделов:
2.1.Преобразование чисел Х1 и Х2 из 16-тиричной системы счисления в двоичную и выполнение над ними вычислительных операций в двоичной системе счисления
2.2.Структурная схема операционного блока (ОБ) и ее компоненты для выполнения выражения
2.3.Схема и работа ОБ и использование результата
2.4.Составление временных диаграмм работы ОБ
В подразделе 2.1. в качестве исходных данных должны быть представлены 2 числа в системе счисления, отличной от двоичной системы. В рамках данного подраздела необходимо осуществить перевод чисел в двоичную систему счисления. В качестве следующего этапа необходимо проанализировать вид выполняемой операции над числами, и после анализа составить схему, реализующую данную операцию. Схема должна быть сопровождена временными диаграммами, поясняющими её работу. После этого необходимо вручную выполнить арифметическую или логическую операцию над числами, а затем осуществить проверку результата одним из стандартных способов, например путём перевода двоичных чисел в десятичную систему счисления и сложения их с последующим сравнением результата с полученным эмпирическим путём. Все этапы следует сопровождать необходимыми пояснениями. Объём пункта должен составлять от 2-х до 3-х листов.
В подразделе 2.2. в качестве исходных данных используется формула вида Y=f(xi), где xi – двоичные числа, над которыми выполняются логические или арифметические операции, Y – результат выполнения этих операций. В начале необходимо провести анализ заданной формулы и определить, какой логический элемент или электронная схема в проектируемой схеме будет отвечать за выполнение той или иной логической или арифметической операции. После этого необходимо отобразить условное обозначение выбранных элементов, а также временные диаграммы их работы или же таблицы истинности. Рисунки должны иметь чёткую нумерацию с пояснениями. На следующем этапе следует на основе выбранных элементов составить структурную схему искомого операционного блока (ОБ) и сопроводить её всеми необходимыми комментариями, доказывающими правильность её выбора. Приведённая структурная схема должны быть нарисована с использованием средств Microsoft Office или же с помощью другого текстового или графического редактора. Структурная схема, полученная автоматизированным способом (с использованием средств OrCad), не допускается. Объём пункта должен составлять от 3-х до 4-х листов.
В подразделе 2.3. необходимо составить схему для выполнения операция над двумя числами, определёнными в задании, а также нарисовать временные диаграммы для полученной схемы. Числа из представленной системы счисления (например, шестнадцатеричной) необходимо перевести в двоичную систему. Следующим шагом должно стать рассмотрение существующих схем, позволяющих реализовать заданную операцию и выборка наиболее подходящей (например, для кодирования двух операндов подходит схема шифратора). Далее необходимо составить схему для всех разрядов чисел (как правило, восьми), привести описание её работы и временные диаграммы работы схемы. В описании работы необходимо раскрыть значение всех выводов используемых микросхем, а также раскрыть, как они участвуют в работе схемы. Объём пункта должен составлять от 2-х до 3-х листов.
В подразделе 2.4. на основе исходных данных необходимо нарисовать алгоритм работы и временные диаграммы схемы, представленной в подразделе 2.2.. Алгоритм работы схемы должен отображать последовательность вычисления Y, при этом следует условно разделить приведённую формулу на две части, с результатами их вычисления, представленными в виде Y1 и Y2 соответственно. Временные диаграммы работы схемы должны содержать результат выполнения операций над всеми разрядами четырёх чисел. К временной диаграмме необходимо приложить необходимые пояснения, например, если присутствуют какие-либо временные задержки или же с каких разрядов начинается выполнение операции и т.д. Временные диаграммы должны быть нарисованы с использованием средств Microsoft Office или же с помощью другого графического редактора. Приведение временных диаграмм, полученных автоматизированным способом (с использованием средств OrCad), не допускается. Объём пункта должен составлять от 2-х до 3-х листов.
Раздел Технология программирования состоит из трёх подразделов:
3.1.Алгоритмизация процессов обработки информации
3.2.Алгоритм поиска неисправности в ОБ
3.3.Программное моделирование схемы ОБ и ее временных диаграмм в программной среде OR CAD
В подразделе 3.1. согласно выданному заданию, раскрывается тема, затрагивающая области программирования, а также технологии программирования или же другого материала, изучаемого в рамках второго семестра. Объём пункта должен составлять от 5 до 6 листов.
В подразделе 3.2. согласно выданному заданию необходимо составить алгоритм поиска неисправности в ОБ. В данном разделе следует провести анализ того, как работает схема, и где могут возникнуть неисправности. После анализа необходимо составить алгоритм поиска неисправности в схеме. Объём подраздела должен составлять 2 листа.
В подразделе 3.3. необходимо программно (с помощью программной среды OR CAD) смоделировать схему, разработанную в подразделе 2.2. а также её временные диаграммы, составленные в подразделе 2.4.. Таким образом, целью данного пункта является проверка правильности составления временных диаграмм согласно разработанной схеме. В качестве пояснительного материала к схеме и диаграммам необходимо привести описание основных элементов, используемых в схеме (логические элементы, сумматоры и т.д.), а также сопроводить необходимыми пояснениями временные диаграммы (описание выводов и т.д.). Объём подраздела должен составлять от 3- до 4-х листов.
В заключении подводится итог проведённой работы, и перечисляются достигнутые в рамках курсового проекта цели.
В списке литературы приводится полный список использовавшейся при работе над курсовым проектом литературы, включая Интернет ресурсы.
Презентация для курсового проекта носит иллюстративный характер. Объем ее должен составлять 8-10 слайдов. Основное назначение презентации - помочь студенту наиболее полно в наглядной форме продемонстрировать во время защиты возможности и особенности разработанного ОБ, принципы его построения и проектирования.
На слайдах презентации должны быть представлены: спроектированная схема ОБ и его временные диаграммы, алгоритм поиска неисправности в схеме, копии экрана спроектированной в программной среде OrCAD схемы и её временных диаграмм.
В приложения выносятся: схема устройства, выполненная в программной среде OR CAD, а также временные диаграммы работы данного устройства.