Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Изучение дискретных устройствСтр 1 из 4Следующая ⇒
УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой АТ д.т.н., профессор
__________А.А. Южаков «___» __________ 2012 г.
Учебно-методический комплекс дисциплины «Проектирование дискретных устройств» основных образовательных программ подготовки по направлениям: 210700»Инфокоммуникационные технологии и системы связи» 220400 «Управление в технических системах»
Методические указания студентам заочной формы обучения к выполнению индивидуального задания по самостоятельному изучению теоретического материала (ИТМ-1) «Дискретные устройства и модели автоматов» Пермь 2012 Настоящие методические указания должны способствовать эффективному выполнению студентами индивидуальной самостоятельной работы по изучению теоретического материала по теме «Дискретные устройства и модели автоматов (ИТМ-1), дисциплины «Проектирование дискретных устройств» направлений подготовки: 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 220400 «Управление в технических системах». Методические указания разработаны на основании: – рабочей программы дисциплины «Проектирование дискретных устройств», утвержденной 14 июня 2012 г; – компетентностной модели (КМ) выпускника ООП по профилю подготовки 210700.04.62 Сети связи и системы коммутации, утвержденной 05 февраля 2011; – компетентностной модели (КМ) выпускника ООП по профилю подготовки 220400.01.62 Управление и информатика в технических системах, утвержденной 05 февраля 2011;
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Автоматика и телемеханика», протокол № 4 от 11 октября 2012 г.
Разработчик – д.т.н., профессор Матушкин Н.Н.
Рецензент – к.т.н., профессор Кон Е.Л.
Введение Дискретное устройство представляет собой техническое устройство, предназначенное для преобразования по заданной программе входной информации, поступающей в виде дискретных сигналов, в выходную информацию. Дискретные устройства (ДУ) имеют перед устройствами непрерывного действия ряд важных преимуществ: быстродействие, помехоустойчивость, универсальность. Помимо перечисленных преимуществ дискретные устройства могут выполнять различные логические операции. Эти положительные качества ДУ позволяют широко использовать их в современных системах связи, контроля и управления.
В инженерной практике задачи по проектированию специализированных дискретных устройств возникают достаточно часто, что обусловлено повсеместным использованием типовых средств связи и автоматизации, требующих адаптации к конкретным условиям применения. Переходом к распределенным структурам организации информационно-управляющих систем, расширением функций локального управления. Самостоятельное изучение теоретического материала (ИТМ-1) предусмотрено рабочей программой дисциплины «Проектирование дискретных устройств» в 4-м семестре рабочего учебного плана основной образовательной программы по направлениям подготовки 210700.62 и 220400.62. Общая трудоемкость выполнения самостоятельной работы ИТМ-1 составляет 6 АЧ.
Общие положения На протяжении последних десятилетий в области полупроводниковых технологий справедливым остается закон Мура (Moore’s Law), согласно которому полупроводниковая техника развивается экспоненциально. При своем появлении интегральные схемы содержали в одном корпусе порядка десятка транзисторов. В настоящее время в результате экспоненциального роста плотности упаковки интегральные схемы содержат десятки миллионов транзисторов в одном кристалле. Чтобы соответствовать закону Мура радикально изменились методы проектирования. Сегодня схема дискретного устройства возникает в результате описания ее проектировщиком на языке высокого уровня. Вместе с тем, использование языков высокого уровня становится эффективным, если выстраивается на принципах цифровой электроники, не меняющихся с развитием технологии и основывающихся на изучении и применении моделей конечных автоматов. Именно благодаря освоению общих принципов обретенные навыки проектирования дискретных устройств остаются востребованными и с появлением новых технологий. В рамках самостоятельного изучения темы «Дискретные устройства и модели автоматов» в соответствии с заданием планируется изучить основные свойства ДУ и принципы построения моделей конечных автоматов. 2. Цель выполнения работы заключается в освоении заданных основной образовательной программой компонентов дисциплинарных компетенций ОК-9-2-1з, ОК-10-2-1з – знать свойства, характеристики и функции ДУ как класса устройств систем связи, автоматики, управления; типы, свойства, особенности способы задания классических моделей конечных автоматов.
Для достижения указанной цели в процессе выполнения самостоятельной работы должны быть решены следующие задачи: – изучение дискретных устройств, как класса устройств систем связи, автоматики и управления (свойства, характеристики, функции); – изучение моделей конечных автоматов (типы моделей, особенности, свойства, применение). Рассмотрим основные понятия, относящиеся к выполнению указанных задач. Модель автомата с памятью 4.3.1. Модель автомата Мили [4, с. 159] Модель А Мили представлена системой (3). Для А Мили характерно, что функция выходов есть функция двух аргументов, т.е. значение выходного символа определяется значениями входного символа и внутреннего состояния. 4.3.2. Модель автомата Мура [4, с. 160] Модель А Мура также представлена системой (3).
где – функция выходов. Для А Мура характерно, что значение выходного символа определяется только значением внутреннего состояния. Модели Мили и Мура взаимнопреобразуемы. Целесообразность применения конкретной модели А определяется, как правило, достижением рационального схемного решения. 4.3.3. Задание автомата с памятью [4, с. 159]. Задание автомата с памятью производится таблицами переходов и таблицами выходов, а также ориентированным графом переходов и выходов.
5. Порядок выполнения работы по самостоятельному изучению Заключение
Современная вычислительная техника, техника автоматического (автоматизированного) контроля и управления, телемеханика, автоматическая телефония и т.д., базируется на применении дискретных устройств. Для того, чтобы проектировать и создавать реальные цифровые устройства необходимо овладеть принципами функционирования ДУ,, а также иметь представление как эти принципы реализуются на практике. Знание принципов и практики их применения являются необходимым условием осуществления эффективной профессиональной деятельности по разработке современных устройств и систем связи, контроля и управления.
Литература 1. Музылева И.В. Элементная база для построения цифровых систем проектирования. М.: Техносфера, 2006. –144 с. 2. Фрике К. Вводный курс цифровой электроники. М.: Техносфера, 2004. – 432 с. 3. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: уч. пособие. СПб,: БХВ – Петербург, 2008. – 800 с. 4. Аляев Ю.А., Тюрин С.Ф. Дискретная математика и математическая логика. учебник. – М.: Финансы и статистика, 2006, – 368 с. 5 Уэйкерли Дж. Ф. Проектирование цифровых устройств, том 1. М.: Постмаркет, 2002. – 544 с. 6. Коган Т.И. Теория автоматов. Дискретные устройства. Часть 1. Конспект лекций / Перм.гос.техн.ун-т. – Пермь, 2002. – Ч. 1. – 140 с. 7. Лачин В.И., Савелов Н.С. Электроника: учебное пособие. Ростов н/Д, Феникс, 2002. – 576 с. 8. Ж. Автоматика, связь, информатика. 9. Ж Автоматизация в промышленности. 10. Ж. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. Приложение 1 Варианты Приложение 1 Таблица П1 ИТМ-1-ТК ( Продолжение )
Приложение 1
Варианты Приложение 1 Таблица П1 ИТМ1-АТ ( Продолжение )
Приложение 2
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Электротехнический факультет Кафедра «Автоматика и телемеханика»
Задание на самостоятельное изучение теоретического материала (ИТМ-1) по дисциплине «Проектирование дискретных устройств»
Шифр варианта задания ___________ Исполнитель – студент группы ________ ______________ (индекс) (ф.И.О.)
1. Тема. Дискретные устройства и модели автоматов. 2. цель выполнения работы заключается в освоении заданных компонентов дисциплинарных компетенций, направленных на изучение свойств, характеристик и функций дискретных устройств (ДУ) как класса устройств систем связи, автоматизации и управления, а также типов, свойств и особенностей моделей конечных автоматов. 3. Результат индивидуального задания ИТМ-1: · должны быть освоены следующие компоненты дисциплинарных компетенций ОК-9-2 и ОК-10-2: ОК-9-2-1з, ОК-10-2-1з; ОК-9-2-2з, ОК-10-2-2з: – «знать» свойства характеристики и функции дискретных устройств как класса устройств связи, автоматики и управления; – «знать» типы, свойства, особенности и способы задания классических моделей конечных автоматов; · должен быть выполнен информационно-аналитический реферат (РФ1) содержащий аналитические материалы по заданной теме. 4. Индикаторы освоения компонентов дисциплинарных компетенций. В качестве индикаторов освоения формируемых компонентов заданных компетенций ОК-9-2; ОК-10-2 определены объекты, которые раскрывают содержание основных аспектов состояния развития дискретных устройств и моделей, используемых для их проектирования. · Функциональные возможности ДУ представляются индикаторами функционального ряда: шифраторы, дешифраторы и т.д. · Свойства и характеристики ДУ, определение базисом реализации представляются индикаторами технического базиса, содержащими различные типы электронных устройств.
· Модели, используемые для целей проектирования ДУ, представляются многообразием типов, свойств моделей конечных автоматов. 5. Основные требования к выполнению индивидуального задания. 5.1. Требования к выполняемой работе: – должен быть выполнен аналитический обзор состояния развития ДУ в направлении расширения функционального ряда и свойств характеристик технического базиса реализации, а также моделей конечных автоматов для их исследования и проектирования на основе современной научно-технической литературы, посвященной исследуемой тематики, в том числе: обзор научных информационных источников: статьи в ведущих зарубежных и российских научных журналах, монографиях и/или патенты – не менее 15 научно-информационных источников за 2007– 2012 г.г. 5.2. Требования к представлению индикаторов уровня освоения компонентов дисциплинарных компетенций: – к качестве множества индикаторов, характеризующих уровень освоения компонентов дисциплинарных компетенций, принять объекты, указанные в нижеследующей таблице:
– конкретный набор индикаторов определяет содержание конкретного индивидуального задания. Этот конкретный набор индикаторов устанавливается для каждого обучаемого по его личному шифру варианта, соответствующему номеру его зачетной книжки (Приложение 1, табл. П1-ИТМ-1-ТК, табл. П1-ИТМ-1-АТ). 5.3. Требования к реферату (РФ1) Результатами работы должны быть оформлены и представлены в виде реферата, содержащего информационно-аналитический обзор состояния заданного комплекса типовых объектов – индикаторов, раскрывающих различные аспекты функционирования, свойств и характеристик ДУ, а также типы, свойства и особенности заданных моделей конечных автоматов. Реферат должен содержать титульный лист (Приложение 3, [1]), задание (Приложение 2, [1]), введение, основную часть, заключение, список литературы. Введение. Должно содержать общую характеристику ДУ, области применения, решаемые задачи, тенденции развития, актуальность проектирования специализированных ДУ для систем и средств связи, автоматизации и управления. Основная часть должна иметь разбивку на три главы в соответствии с заданным набором объектов функционального ряда, технического базиса и моделей автоматов, характеризующих различные аспекты состояния развития ДУ и моделей для их проектирования. Заключение должно включать выводы, касающиеся многофункциональности ДУ, многообразия технического базиса и широкого спектра автоматных моделей. Реферат должен быть напечатан на формате А4, подшит в папку. Титульный лист реферата и бланк задания подписывается исполнителем. Объем основной части реферата должен составлять 12–15 стр. машинописного текста (шифр 14 пт, Times New Roman, через 1 интервал). Оформление реферата должно соответствовать требованиям ГОСТ 7.32-2001. отчет о НИР. Структура и правила оформления. 6. Порядок выполнения работы и представления результатов. Реализация работы предусматривает выдачу темы реферата и задания на выполнение (1-я неделя), представление реферата в отпечатанном и подписанном виде (18 неделя) в деканат ЭТФ ПНИПУ. По срокам выполнения: 8 неделя – 40 % выполнения реферата, 12 неделя – 80 % выполнения реферата, 17 неделя – 100 % выполнения реферата. Трудоемкость подготовки реферата 6 АЧ. Оценивание содержания реферата производится преподавателем кафедры АТ ПНИПУ, на основании критериев полноты, достоверности и обоснованности изложения представленных в соответствующих главах реферата индикаторов освоения заданных компонентов компетенций. Полнота описания индикаторов определяется наличием логически выверенного текста, содержащего изложение выполняемых функций, элементную структуру объекта, статические характеристики, принципы и механизмы функционирования, динамические характеристики, свойства, особенности, применение, направления развития и перспективы. Должно быть подчеркнуто, какими элементами структуры ДУ обеспечивается реализация заданных функций; как эти элементы связаны и взаимодействуют; как функционирует ДУ, выполняя заданные функции; свойства настраиваемости структуры и т.д. Достоверность описания индикаторов определяется наличием мотивированных ссылок на научно-технические источники информации. Обоснованность описания индикаторов определяется наличием ссылок на их практическое применение и его эффективность. Интегрированная оценка реферата определяется по совокупности оценок по главам с учетом качества оформления. Оценивание реферата производится в шкале «зачет», «не зачет». Оценка «зачет» по реферату выставляется при наличии оценок «зачет» по всем главам основной части. 7. Рекомендуемая базовая литература. 1. Методические указания студентам заочной формы обучения к выполнению индивидуального задания по самостоятельному изучению теоретического материала ИТМ-1 «Дискретные устройства и модели автоматов» / матушкин Н.Н., Электронный ресурс, ПНИПУ. Пермь, 2002. – 18 с. 2. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника: уч. пособие. СПб: БХВ – Петербург, 2007. – 800 с. 3. Аляев Ю.А., Тюрин С.Ф. Дискретная математика и математическая логика: учебник. – М.: Финансы и статистика., 2006. – 386 с.
Профессор кафедры АТ ______________ (Матушкин Н.Н.)
Исполнитель, студент группы ______________ ()
«4» февраля 2013 г. Приложение 3 Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет» Электротехнический факультет Кафедра «Автоматика и телемеханика» Реферат (РФ1) по теме «Дискретные устройства и модели автоматов» (дисциплина «Проектирование дискретных устройств»)
Выполнил студент группы ________ ___________________ индекс Ф.И.О.
Проверил профессор кафедры АТ _________ Матушкин Н.Н.
Пермь 2013 УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой АТ д.т.н., профессор
__________А.А. Южаков «___» __________ 2012 г.
Учебно-методический комплекс дисциплины «Проектирование дискретных устройств» основных образовательных программ подготовки по направлениям: 210700»Инфокоммуникационные технологии и системы связи» 220400 «Управление в технических системах»
Методические указания студентам заочной формы обучения к выполнению индивидуального задания по самостоятельному изучению теоретического материала (ИТМ-1) «Дискретные устройства и модели автоматов» Пермь 2012 Настоящие методические указания должны способствовать эффективному выполнению студентами индивидуальной самостоятельной работы по изучению теоретического материала по теме «Дискретные устройства и модели автоматов (ИТМ-1), дисциплины «Проектирование дискретных устройств» направлений подготовки: 210700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи», 220400 «Управление в технических системах». Методические указания разработаны на основании: – рабочей программы дисциплины «Проектирование дискретных устройств», утвержденной 14 июня 2012 г; – компетентностной модели (КМ) выпускника ООП по профилю подготовки 210700.04.62 Сети связи и системы коммутации, утвержденной 05 февраля 2011; – компетентностной модели (КМ) выпускника ООП по профилю подготовки 220400.01.62 Управление и информатика в технических системах, утвержденной 05 февраля 2011;
Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры «Автоматика и телемеханика», протокол № 4 от 11 октября 2012 г.
Разработчик – д.т.н., профессор Матушкин Н.Н.
Рецензент – к.т.н., профессор Кон Е.Л.
Введение Дискретное устройство представляет собой техническое устройство, предназначенное для преобразования по заданной программе входной информации, поступающей в виде дискретных сигналов, в выходную информацию. Дискретные устройства (ДУ) имеют перед устройствами непрерывного действия ряд важных преимуществ: быстродействие, помехоустойчивость, универсальность. Помимо перечисленных преимуществ дискретные устройства могут выполнять различные логические операции. Эти положительные качества ДУ позволяют широко использовать их в современных системах связи, контроля и управления. В инженерной практике задачи по проектированию специализированных дискретных устройств возникают достаточно часто, что обусловлено повсеместным использованием типовых средств связи и автоматизации, требующих адаптации к конкретным условиям применения. Переходом к распределенным структурам организации информационно-управляющих систем, расширением функций локального управления. Самостоятельное изучение теоретического материала (ИТМ-1) предусмотрено рабочей программой дисциплины «Проектирование дискретных устройств» в 4-м семестре рабочего учебного плана основной образовательной программы по направлениям подготовки 210700.62 и 220400.62. Общая трудоемкость выполнения самостоятельной работы ИТМ-1 составляет 6 АЧ.
Общие положения На протяжении последних десятилетий в области полупроводниковых технологий справедливым остается закон Мура (Moore’s Law), согласно которому полупроводниковая техника развивается экспоненциально. При своем появлении интегральные схемы содержали в одном корпусе порядка десятка транзисторов. В настоящее время в результате экспоненциального роста плотности упаковки интегральные схемы содержат десятки миллионов транзисторов в одном кристалле. Чтобы соответствовать закону Мура радикально изменились методы проектирования. Сегодня схема дискретного устройства возникает в результате описания ее проектировщиком на языке высокого уровня. Вместе с тем, использование языков высокого уровня становится эффективным, если выстраивается на принципах цифровой электроники, не меняющихся с развитием технологии и основывающихся на изучении и применении моделей конечных автоматов. Именно благодаря освоению общих принципов обретенные навыки проектирования дискретных устройств остаются востребованными и с появлением новых технологий. В рамках самостоятельного изучения темы «Дискретные устройства и модели автоматов» в соответствии с заданием планируется изучить основные свойства ДУ и принципы построения моделей конечных автоматов. 2. Цель выполнения работы заключается в освоении заданных основной образовательной программой компонентов дисциплинарных компетенций ОК-9-2-1з, ОК-10-2-1з – знать свойства, характеристики и функции ДУ как класса устройств систем связи, автоматики, управления; типы, свойства, особенности способы задания классических моделей конечных автоматов. Для достижения указанной цели в процессе выполнения самостоятельной работы должны быть решены следующие задачи: – изучение дискретных устройств, как класса устройств систем связи, автоматики и управления (свойства, характеристики, функции); – изучение моделей конечных автоматов (типы моделей, особенности, свойства, применение). Рассмотрим основные понятия, относящиеся к выполнению указанных задач. Изучение дискретных устройств
Дискретные устройства (ДУ) составляют в настоящее время весьма обширный класс устройств, используемых в системах связи, системах автоматизации и вычислительной техники. ДУ выполняют преобразования дискретной информации. Поэтому дискретные устройства в своем подавляющем числе отождествляются с цифровыми устройствами преобразования информации. Обобщенная модель ДУ представлена на рис. 1.
Рис. 1. ДУ как преобразователь дискретной информации: x 1(t), …, xп (t) – множество входных сигналов; y 1(t), …, yт (t) – множество выходных сигналов
Особенностью ДУ как преобразователей дискретной информации является использование аппаратурного способа преобразования. При аппаратурном способе заданное преобразование входных сигналов в выходные обеспечивается определенной аппаратной структурой, т.е. определенными соединениями выбранных в качестве элементов структуры электронных приборов (интегральных схем). Поэтому проектирование ДУ заключается в разработке аппаратной структуры, реализуемой на элементах определенного технического базиса и выполняющей заданные функции преобразования. Таким образом, при проектировании ДУ необходимо знать взаимную обусловленность заданных функций и разрабатываемой структуры ДУ, а также зависимость характеристик и параметров структуры ДУ от выбранного технического базиса. Отсюда изучение ДУ как функциональных преобразователей информации должно быть основано на рассмотрении типичных представителей как функционального ряда ДУ, так и технического базиса их реализации. В качестве объектов функционального ряда ДУ принять к рассмотрению следующие функциональные группы: – шифраторы, дешифраторы; – сумматоры; – мультиплексоры; (1) – компараторы. В качестве объектов технических базисов реализации ДУ избраны следующие технические базисы: – логические элементы; – элементы памяти (триггеры); (2) – регистры; – программируемые логические матрицы (ПЛМ); – постоянные запоминающие устройства (ПЗУ). Объекты из перечней (1) и (2) являются базовыми при изучении ДУ. Результаты изучения этих конкретных групп ДУ рассматриваются как индикаторы уровня освоенных знаний свойств, характеристик и функций ДУ. Представленные в качестве индикаторов освоения заданных компетенций при изучении ДУ объекты функциональных и технических групп ДУ нашли достаточно широкое освещение в научно-информационных источниках. Концептуальную основу рамки освещения указанных индикаторов в тексте отчетных документов выполняемой работы (РФ1), можно рекомендовать в следующей базовой литературе: – шифраторы, дешифраторы [5, с. 413, 440; 3, с. 81; 1, с. 28, 34]; – сумматоры [5, с.501; 3, с. 114; 7, с. 429; 2, с.234]; – мультиплексоры [5, с. 464; 3, с.88; 1, с.36]; – компараторы [5, с. 488; 3, с. 100]; – логические элементы [1, с. 11; 3, с.384; 7, с. 384]; – элементы памяти (триггеры) [1, с.43; 7, с. 437]; – регистры [3, с. 194; 1, с. 50; 7, с. 458]; – программируемые логические матрицы (ПЛМ) [3, с. 494; 1, с. 82; 7, с. 487]; – постоянные запоминающие устройства (ПЗУ) [1, с. 71–76; 7, с. 471; 3, с. 287].
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-19; просмотров: 198; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.138.141.202 (0.19 с.) |