ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ - ВАРНА
КАТЕДРА ”КОМПЮТЪРНИ НАУКИ И ТЕХНОЛОГИИ”
УЧЕБНА ПРОГРАМА
по дисциплината "АНАЛИЗ И СИНТЕЗ НА ЛОГИЧЕСКИ СХЕМИ", специалност КСТ
ИЗВАДКИ ОТ УЧЕБНИЯ ПЛАН -
|
|
Хорариум [часа]
|
Вид на занятието
|
Семестър
|
седмично
|
общо
|
Редовно обучение
|
А. Лекции
|
2
|
3
|
45
|
Б. Упражнения лабораторни
|
2
|
3
|
45
|
Ж. Изпит
|
2
|
|
|
А Н О Т А Ц И Я
Дисциплината е ориентирана към фундаменталната подготовка на студентите от специалност “КСТ” в ТУ – Варна.
Целта е да даде на студентите знания и умения по средствата и методите за анализ и синтез на логически схеми и тяхното използване в компютърните системи и технологии.
Основните задачи са свързани с формирането у студентите на знания и умения за:
-
Представянето и минимизацията на логически функции
-
Методите за анализ и синтез на комбинационни логически схеми
-
Методите за анализ и синтез на крайни автомати (логически схеми с памет)
-
Микропрограмните автомати и техните приложения
-
Програмируемите логически устройства и използването им при синтез на логически схеми
Учебната дисциплина осигурява:
“Цифрова схемотехника”, “Микропроцесорна техника”, “Организация на компютъра”, “Компютърна периферия”, “Микропроцесорни системи” и специализиращи дисциплини от учебния план на специалносттa.
ЛЕКЦИИ
-
Логически схеми и логически елементи. Алгебра на логиката. Логически променливи и логически функции. Основни свойства на логическите функции. Аксиоми, основни правила и закони в булевата алгебра. (2 часа)
-
Логически (булеви) функции. Начини за представяне на логически функции (ЛФ): описателно, таблично, аналитично, графично, схемно. (2 часа)
-
Функционално пълен набор (базис) от ЛФ и логически елементи. (1 час)
-
Методи за минимизация на ЛФ. Минимизация на напълно и непълно определени логически функции с карти на Карно. Сравнителен анализ. (2 часа)
-
Синтез на комбинационни логически схеми. Процедура и етапи за синтез на КЛС. Примери за синтез на едноизходни и многоизходни КЛС. (2 часа)
-
Анализ на комбинационни логически схеми (КЛС). Статичен и динамичен анализ. Състезания, начини за предотвратяване на състезания в КЛС. (1 час)
-
Минимизация на единични ЛФ за едноизходни КЛС с използване метода на Куайн – Мак Класки. (1 час)
-
Минимизация на системи от ЛФ за многоизходни КЛС. Методи за минимизация. Сравнителен анализ. (2 часа)
-
Декомпозиция на ЛФ при синтез на КЛС. Проста и сложна декомпозиция на напълно и непълно определени логически функции. (2 часа)
-
Абстрактен модел на автомата. Начини на представяне. Видове автомати. Последователностни схеми. (1 час)
-
Еквивалентни автомати и връзка между моделите на автомат на Мили и на Мур. Трансформиране на автомат на Мур в еквивалентен автомат на Мили и обратно трансформиране. (2 часа)
-
Минимизация на абстрактния модел на автомата по броя на вътрешните състояния. Алгоритъм на Ауфенкамп – Хон. Процедура за минимизация на автомат на Мили и автомат на Мур. (1 час)
-
Структурен модел на автомата. Основни определения. Обща схема на автомата (логическа схема с памет). (2 часа)
-
Тригерът като елементарен автомат с памет (елемент памет – ЕП). Изисквания, видове и характеристики. Синтез на тригери. (2 часа)
-
Преминаване от абстрактен модел на автомата към структурен модел. Методи и процедури за структурен синтез на логически схеми с памет (ЛСП). (2 часа)
-
Процедура за структурен синтез на ЛС с памет чрез обща таблица на преходите и изходите. (1 час)
-
Анализ на логически схеми с памет (последователностни схеми). Статичен и динамичен анализ. (2 часа)
-
Синхронни и асинхронни автомати. Устойчивост и критични състезания. (1 час)
-
Кодиране на вътрешните състояния на синхронен автомат за минимизиране на броя на елементите. Сравнителен анализ на ЛСП, синтезирани с използване на различни елементи памет. (1 час)
-
Цикли и състезания в асинхронния автомат. Противосъстезателно кодиране на вътрешните състояния на автомата. (2 часа)
-
Микропрограмен автомат: схема и определения. Връзка с операционния автомат. Свойства и характеристики. (1 час)
-
Блок-схема на алгоритъм (БСА) и Граф-схема на алгоритъм (ГСА) на микропрограмен автомат. Маркиране на ГСА за модели на автомат на Мили и на Мур. Процедура за структурен синтез на микропрограмни автомати. (2 часа)
-
Анализ и синтез на модулни логически схеми. Мултиплексорът като функционален елемент при структурен синтез на КЛС и ЛС с памет. (2 часа)
-
Преместващият регистър като функционален елемент при синтез на ЛС с памет: броячи и генератори на двоични числа. (2 часа)
-
Програмируеми логически устройства (ПЛУ). Класификация. Структура. Проектиране на логически схеми с ПЛУ. (2 часa)
-
Програмируемите постоянни запомнящи устройства (ПЗУ) като функционален елемент при синтез на КЛС и ЛС с памет. (2 часа)
-
Програмируемите логически матрици (ПЛМ) като функционален елемент при синтез на КЛС и ЛС с памет. (2 часа)
ЛАБОРАТОРНИ УПРАЖНЕНИЯ
-
Алгебра на логиката. Логически функции: представяне, елементарни логически функции. (3 часа)
-
Минимизация на логически функции с карти на Карно. Синтез на комбинационни логически схеми. (3 часа)
-
Минимизация на логически функции по метода на Куайн –Мак’Класки. Минимизация на система от логически функции за многоизходни КЛС. (3 часа)
-
Декомпозиционен синтез. Проста разделителна декомпозиция. (3 часа)
-
Синтез на функционални логически възли. Синтез на сложни комбинационни логически схеми. (3 часа)
-
Анализ на комбинационни логически схеми. Контролна работа 1 – КЛС. (3 часа)
-
Абстрактни автомати. Модели на Мили и Мур. Еквивалентни автомати и връзка между моделите на автомат на Мили и на Мур. (3 часа)
-
Минимизация на напълно определени автомати. (1час)
-
Тригерът като елементарен автомат с памет. Синтез на тригери. (2 часа)
-
Структурен модел на автомата. Преход от абстрактен модел на автомата към структурен. Анализ и синтез на последователностни логически схеми. (3 часа)
-
Синхронни и асинхронни автомати. Кодиране на вътрешните състояния. (3 часа)
-
Структурен синтез на автомати, зададени чрез блокова схема на алгоритъма на функциониране. (3 часа)
-
Синтез на комбинационни и последователностни логически схеми на базата на мултиплексори. (1 час)
-
Броячи. Синтез на синхронни и асинхронни броячи. (2 часа)
-
Синтез на последователностни схеми на базата на изместващи регистри. Контролна работа 2 – синтез на логически схеми с памет (ЛСП). (3 часа)
-
Програмируеми логически устройства. Синтез на комбинационни и последователностни схеми на базата на програмируеми памети. (3 часа)
-
Синтез на комбинационни и последователностни схеми на базата на програмируеми логически матрици. (3 часа)
ОРГАНИЗАЦИЯ НА СЕМЕСТРИАЛЕН КОНТРОЛ И ОЦЕНЯВАНЕ НА ЗНАНИЯТА И УМЕНИЯТА НА СТУДЕНТИТЕ
Семестриалният контрол по дисциплината "Анализ и синтез на логически схеми" цели активна, непрекъсната подготовка на всеки студент за придобиване на трайни знания и умения по използване на методи и средства за синтез и анализ на логически схеми.
Основните форми за семестриален контрол по дисциплината са:
-
Контролни и/или тестове (задачи, оценявани с 0 до 6 точки и бонус за “оригиналност” – до 2 точки) по време на лекции след група от теми, примерно: представяне и минимизация на логически функции; синтез и анализ на комбинационни логически схеми; представяне на автомати; структурен синтез на логически схеми с памет; синтез на логически схеми с използване на функционални елементи и програмируеми логически устройства.
-
Контролни работи по време на лабораторно упражнение (6-та и 13-та седмица), оценявани с 0 до 15 точки.
-
Задачи за самостоятелна подготовка, задавани трикратно след група лабораторни упражнения като индивидуално задание на всеки студент от подгрупата (общо до 4 задачи с подусловия и варианти на реализация, оценявани общо с 0 до 10 точки и съответен коефициент на тежест и бонус за “оригиналност” – до 2 точки). Предават се като протокол и се защитават за формиране на точки по график, определен от водещият упражнението преподавател.
-
Проверка чрез тест по време на лабораторно упражнение, оценявана с 0 до 4 точки. Провежда се пет пъти (с продължителност до 15 минути) след група лабораторни упражнения.
Изпитът е писмен и включва части от лекционни теми (дефинирани като извадки от теоретични въпроси – общо до 5 и/или тестови въпроси и оценявани със съответен брой точки, общо до 20) и две задачи за синтез и анализ на логически схеми от типа на задаваните за контролни работи и задачи за самостоятелна подготовка. Задачите включват подусловия, всяко от които се оценява със съответен брой точки (примерно до 6 и с бонус за оригиналност и ефективност – до 2 точки). Първа задача включва: анализ и синтез на КЛС (едноизходна или многоизходна, по пълно или непълно определени функции) с използване на аналитично/таблично представяне и карти на Карно при базиси (интегрални схеми): И-ИЛИ-НЕ; И-НЕ; ИЛИ-НЕ; мултиплексори; ПЗУ; ПЛМ. Втора задача включва анализ и синтез на ЛС с памет: абстрактен синтез – Мили/Мур автомат, таблично или графично представяне, минимизация на състояния; структурен синтез – синхронен или асинхронен автомат; синтез от БСА (ГСА) – блокова/граф схема на микропрограмен управляващ автомат; Схемна реализация – базиси: КЛС и тригери (D, T, J-K, R-S); КЛС и изместващ регистър; ПЗУ/ПЛМ и тригери. След писмения изпит, при необходимост се провежда устно препитване за дооформяне на окончателната оценка (точки) по дисциплината.
Примерно формиране на оценяване в точки на семестриален контрол и сесиен изпит по учебната дисциплина:
Семестриален контрол |
|
форма
|
точки
|
|
Лекции (контролни или тестове след група теми от учебната програма)
|
до 20
|
|
Контролни работи - 6-та и 13-та седмица
|
до 30
|
|
Задачи за самостоятелна работа (без и/или с подусловия) – по 3 варианта за всеки студент
|
до 30
|
|
Проверка чрез тест по време на 5 лабораторни упражнения (оценявана с 0 до 4 точки).
|
до 20
|
|
Общо
|
до 100
|
|
|
|
|
|
|
|
Сесиен изпит |
вид
|
точки
|
Задача 1 с подусловия (или определен брой тестови въпроси)
|
до 30
|
Задача 2 с подусловия (или определен брой тестови въпроси)
|
до 50
|
Теоретични (тестови) въпроси (до 4 или 5 като елементи от разделите на лекционния курс)
|
до 20
|
Общо
|
до 100
| Студенти с общ брой точки над 88 от семестриален контрол се освобождават от задачи на изпита.
ЛИТЕРАТУРА А. Основна -
Даковски Л., Логически основи на ЦЕИМ, С., 1998.
-
Димчев М., Основи на цифровата техника , 2 част, В., 1996.
-
Иванов С., и др., Ръководство по анализ и синтез на логически схеми, В., 1998/2003/2005.
-
Конов К., Импулсни и цифрови схеми с интегрални TTL елементи, части I и II, “ Техника “, 1982 и 1983.
Б. Допълнителна -
Баранов С., Синтез микропрограмных автоматов, М., 1974.
-
Гиздарски Е., Проектиране с програмируема логика, TEMPUS, Р., 1998.
-
Голдсуорт Б., Проектирование цифровых логических устройств, М., 1985.
-
Тодорова С., и др., Синтез и анализ на логически схеми, TEMPUS, Р., 1998.
Организация на изпита по АСЛС’ 2005
-
Писмен изпит – 8.00 часа до 11.00 часа (за цялата група).
-
Устен изпит, формиране на точки и оценка – след 12.30 часа.
Варна Съставил:
Февруари 2005 г. /доц. д-р инж. В. Смърков/
Сподели с приятели: |