Методические указания и задания на контрольную работу учебной дисциплины «Вычислительная техника»

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Рабочая программа, методические указания и задания на контрольную работу учебной дисциплины «Вычислительная техника » предназначена для реализации государственных требований к минимуму содержания и уровню подготовки выпускников по техническим специальностям среднего профессионального образования.
В результате усвоения программы студент должен:
иметь представление
:

- о роли и месте знаний по дисциплине при освоении основной профессиональной образовательной программы по конкретной специальности и в сфере профессиональной деятельности техника;

знать:

- основные сведения об электронно-вычислительной технике: классификацию, характеристики, принцип действия;

- виды информации и способы представления ее в ЭВМ;

- системы счисления, перевод чисел из одной системы счисления в другую, правила недесятичной арифметики, способы представления чисел в разрядной сетке ЭВМ;

- логические основы ЭВМ, элементарные логические функции: таблицы истинности, формулы, основной базис алгебры логики, законы алгебры логики, нормальные и совершенные нормальные формы, минимизация логических функций;

- основы микропроцессорных систем: архитектура микропроцессора и ее элементы, система команд микропроцессора, процедуры выполнения команд, рабочий цикл микропроцессора;

- типовые узлы и устройства вычислительной техники: регистры, дешифраторы, счетчики, сумматоры; принцип построения и классификация устройств памяти;

- организация интерфейсов в вычислительной технике;

- периферийные устройства вычислительной техники,; взаимодействие аппаратного и программного обеспечения в работе ЭВМ;

уметь:

- делать перевод чисел из одной системы счисления в другую;

- читать принципиальные электрические схемы устройств вычислительной техники;

- составлять временные диаграммы работы типовых узлов устройств вычислительной техники;

- подключать периферийное оборудование для ЭВМ;

- составлять программы для средств вычислительной техники на языке Бейсик;

- работать с вычислительной техникой при решении профессиональных задач.

Учебная дисциплина “Вычислительная техника” является общепрофессиональной и предусматривает изучение основ электронно-вычислительной техники, видов информации и способах ее обработки, арифметических и логических основ ЭВМ, типовых узлов и устройств, основ микропроцессорных систем. Преподавание дисциплины имеет практическую направленность и проводится в тесной взаимосвязи с другими обще профессиональными и специальными дисциплинами. Использование межпредметных связей обеспечивает преемственность изучения материала, исключает дублирование и позволяет рационально распределять время. При изложении материала соблюдается единство терминологии, условного графического изображения типовых узлов и устройств вычислительной техники в соответствии с действующими стандартами.

Форма проведения учебных занятий выбирается преподавателем, исходя из дидактических целей, содержания материала и степени подготовленности студентов.

Для закрепления теоретических знания и приобретения необходимых практических навыков и умений проводятся лабораторные работы.

Для лучшего усвоения учебного материала его изложение проводится с применением технических средств обучения и использованием средств вычислительной техники и ЭВМ.

При изучении дисциплины « Вычислительная техника » студенты-заочники выполняют одну домашнюю контрольную работу. Вариант для каждого студента индивидуальный. Номер варианта соответствует номеру шифра.

Выполнение контрольных работ является важной и ответственной стадией изучения дисциплины. Каждая контрольная работа выполняется в отдельной тетради, желательно в клеточку. Условия задач переписываются полностью, оставляют поля для замечаний рецензента, а в конце тетради – 2-3 страницы для рецензии. Записи ведутся рукописным текстом синей или фиолетовой пастой .

Текстовая часть, формулы и расчеты пишут чернилами, а чертежи и схемы делают карандашом; электрические схемы выполняются в соответствии с ГОСТ с использованием чертежного инструмента, на графиках и векторных диаграммах указывают масштаб. Таблицы, рисунки, диаграммы, вольтамперные характеристики выполняются в соответствии с правилами оформления конструкторской документации. Решение задач ведут в Международной системе единиц (СИ). Запись формул ведется с использованием латинских букв, общепринятых для обозначения физических величин и констант в последовательности: формула-подстановка- ответ, расчеты вести с точностью до третьего знака после запятой. Расчеты и построение диаграмм сопровождаются пояснениями и ссылками на законы и теоремы. В конце контрольной работы приводится список используемой литературы.

Страницы тетради нумеруют для возможности ссылки на них преподавателя.

Вычисления следует производить с помощью электронного микрокалькулятора. После получения работы с оценкой и рецензией преподавателя необходимо исправить отмеченные ошибки, выполнить все его указания и повторить недостаточно усвоенный материал. Выполненная контрольная работа оценивается итоговой оценкой «Зачет» или « Незачет». При получении оценки «Незачет» студент производит работу над ошибками в той же тетради после рецензии преподавателя и вновь сдает ее на проверку в учебную часть заочного отделения.

Изучение дисциплины « Вычислительная техника» складываются из следующих работ:

1.Самостоятельное изучение теоретического материала по рекомендуемым учебникам в последовательности, предусмотренной программой и решение задач.

2.Изучение материала на установочных и обзорных занятиях по расписанию заочного отделения.

3.Выполнение лабораторных работ, проводимых в соответствии с графиком, утвержденным в заочном отделении.

4.Выполнение контрольной работы в сроки, установленные заочным отделением.

К сдаче экзаменов допускаются студенты, проделавшие все лабораторные работы, сдавшие отчеты по ним, имеющие зачет по лабораторным работам и выполнившие домашнюю контрольную работу с оценкой "зачтено".

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Наименование разделов и тем	Макс учебная нгрузка	Кол-во аудит-ых часов при очной форме обучения			Самос работа
		Всего	Аудит	Лабор
Введение: классификация, основные характеристики электронно-вычислительной техники
Раздел1. Арифметические и логические основы электронно-вычислительной техники	11	8	6		3
Тема 1.1 Система счисления	5	4	4		1
Тема 1.2 Арифметические основы вычислительной техники	3	2	2		1
Тема 1.3 Логические основы вычислительной техники	3	2	2		1
Раздел 2 Типовые логические элементы и узлы ЭВМ	60	46	28	18	14
Тема 2.1 Логические элементы и узлы памяти	6	4	2	2	2
Тема 2.2 Регистры	6	4	2	2	2
Тема 2.3 Шифраторы и дешифраторы, преобразователи кодов	10	8	4	4	2
Тема 2.4 Счетчики	10	8	4	4	2
Тема 2.5 Мультиплексоры и демультиплексоры	10	8	6	2	2
Тема 2.6 Сумматоры	6	4	2	2	2
Тема 2.7 Запоминающие устройства	12	10	8	2	2
Раздел 3 Микропроцессорная техника	43	28	18	10	15
Тема 3.1 Элементы архитектуры	4	2		2	2
Тема 3.2 Рабочий цикл процессора	4	2		2	2
Тема 3.3 Система команд микропроцессора	4	4	2	2
Тема 3.4 Узлы микропроцессорной системы	7	6	6		1
Тема 3..5 Однокристальный микроконтроллер	6	4	4		2
Тема 3.6 Однокристальные микроЭВМ	6	4	4		2
Тема 3.7 Персональные компьютеры		6	2	4	6
Раздел 4 Алгоритмизация и языки программирования	16	16	4	12
Тема 4.1 Программирование на языках высокого уровня	12	12	4	8
Тема 4.2 Программы. Разработка и отладка программ по специальности	4	4		4
Всего по дисциплине	130	98	58	40	32

СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

ВВЕДЕНИЕ

Характеристика дисциплины и ее связь с другими дисциплинами учебного плана, ее роль в области развития науки, техники, технологии. Краткий обзор и тенденция развития вычислительной техники.

Области применения микропроцессорной техники:

производство, управление, искусственный интеллект, понятие об интегрированных системах. Перспективы ЭВМ со связью специальности.

РАЗДЕЛ 1. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ И ЛОГИЧЕСКИЕ

ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ

ТЕХНИКИ

Студент должен:

иметь представление:

- об арифметических и логических основах микропроцессоров и микро ЭВМ;

знать:

- взаимосвязь систем счисления, основные логические элементы;

уметь:

- преобразовывать логические формулы.

Тема 1.1 Системы счисления

Понятие системы счисления. Двоичная, десятичная, восьмеричная, шестнадцатеричная системы счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другие.

Литература
: Л1-Стр (72-80 ) ; Л2-Стр ( 9-17); Л4-Стр(50-56)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение систем счисления?

2 Дайте определение перевода чисел из одной системы счисления в другую?

3 Дайте классификацию систем счисления?

4 Назовите особенности каждой системы счисления?

Тема 1.2 Арифметические основы вычислительной техники

Правила выполнения арифметических операций над двоичными числами.

Кодирование чисел (прямой, обратный, дополнительный коды).

Литература
: Л1-Стр (80-98 ) ; Л2-Стр ( 24-34);

Л4-Стр( 67-68)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение правил арифметических действий над двоичными числами?

2 Назовите особенности использования прямого, обратного и дополнительного кода?

Тема 1.3 Логические основы вычислительной техники.

Основные понятия Булевой алгебры. Основные логические операции. Правила преобразования формул. Условные графические обозначения логических элементов.

Литература:
Л1-Стр (4-34 ) ; Л2-Стр (39-62); Л4 -Стр(60-64)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение логической переменной и логической функции?

2 Назовите основные законы Булевой алгебры?

РАЗДЕЛ 2 ТИПОВЫЕ ЛОГИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ И УЗЛЫ ЭВМ

Студент должен:

иметь представление
:

- о принципах работы типовых узлов ЭВМ;

знать:

- правила оформления схем цифровых устройств;

- взаимодействие логических элементов.

уметь
:

- читать и оформлять чертежи функциональных схем в соответствии с ЕСКД.

Тема 2.1 Логические элементы и элементы памяти

Логические элементы на микросхемах, временные диаграммы работы.

Триггеры на интегральных микросхемах. Функции алгебры логики. Назначение.

Условные обозначения триггеров: RS – триггера, Т – триггера, Д – триггера, JK – триггера.

Полупроводниковые статические и динамические элементы памяти.

Литература:
Л1-Стр (19-34; 98-110 ) ; Л2-Стр (63-68; 91-97); Л4-Стр(68-82)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение триггера?

2 Приведите классификацию триггеров?

3 На каком принципе реализуются элементы памяти?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1

Тема 2.2 Регистры

Назначение, условное обозначение. Работа регистров приема, хранения, выдачи кодов, регистров выполнения поразрядных микроопераций.

Литература:
Л1-Стр (126-131 ) ; Л2-Стр ( 109-122);

Л4-Стр(92-97)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение регистра?

2 Приведите классификацию регистров?

3 Как производится операция записи информации в регистр?

4 Как производится операция считывания информации из регистра?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2

Тема 2.3 Шифраторы, дешифраторы и преобразователи кодов

Назначение, условное обозначение. Устройство и работа шифратора.

Назначение, условное обозначение. Устройство и работа матричного дешифратора.

Назначение, условное обозначение. Устройство и работа преобразователей кодов.

Литература
: Л1-Стр (110-123 ) ; Л2-Стр ( 70-74);

Л4 -Стр(102-105)

Вопросы для самоконтроля
:

1 На какой базе строятся шифраторы и дешифраторы?

2 Приведите классификацию шифраторов?

3 Зарисуйте условное графическое изображение дешифраторов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

Тема 2.4 Счетчики

Назначение, условное обозначение. Устройство и работа одноразрядного, многоразрядного двоичного счетчика; счетчика с последовательным, со сквозным переносом; счетчика с произвольным коэффициентом пересчета, реверсивного счетчика.

Литература:
Л1-Стр (131-143 ) ; Л2-Стр ( 122-140);

Л4-Стр(97-102)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение счетчика?

2 На какой базе строятся счетчики?

3 Приведите классификацию счетчиков?

4 Зарисуйте условное графическое изображение счетчика?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 6

Тема 2.5 Мультиплексоры и демультиплексоры

Назначение, условное обозначение. Устройство и работа мультиплексора.

Назначение, условное обозначение. Устройство и работа демультиплексора.

Литература:
Л1-Стр (123-126 ) ; Л2-Стр (74-76);

Л- Стр( )

Вопросы для самоконтроля:

1 Дайте определение мультиплексора и демультиплексора?

2 На какой базе строятся мультиплексоры?

3 Назовите область применения мультиплексоров?

4 Зарисуйте условное графическое изображение счетчика?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 7

Тема 2.6 Сумматоры

Назначение, условное обозначение. Устройство и работа одноразрядного комбинационного сумматора. Сумматор с последовательным и параллельным переносом.

Литература:
Л1-Стр (143-151 ) ; Л2-Стр ( 76-78);

Л 4 -Стр(105-109)

Вопросы для самоконтроля:

1 Дайте определение сумматоров?

2 На какой базе строятся сумматоры?

3 Приведите классификацию сумматоров?

4 Зарисуйте условное графическое изображение сумматора?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8

Тема 2.7 Запоминающие устройства

Иерархическая структура памяти. Адресная, ассоциативная и стековая организация памяти. Оперативные запоминающие устройства на полупроводниковых запоминающих элементах. Постоянные запоминающие устройства ПЗУ; ПЗУ, программируемые пользователем.

Литература:
Л1-Стр (173-182 ) ; Л2-Стр ( 203-213);

Л4 -Стр(141-156)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение элементу памяти?

2 На какой базе строятся запоминающие устройства?

3 Приведите классификацию запоминающих устройств?

4 Как определяется емкость памяти запоминающих устройств?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 9

РАЗДЕЛ 3. МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ ТЕХНИКА

Студент должен:

иметь представление
:

- об элементах архитектуры, алгоритме работы, классификации системы команд микропроцессора;

знать:

- типовую структуру микропроцессора,

- основные типы команд.

уметь:

- составлять простейшие программы с использованием команд микропроцессора.

Тема 3.1 Элементы архитектуры

Классификация. Типовая структура микропроцессора. Микропроцессоры с "жестким" принципом управления и с программируемым принципом управления.

Литература:
Л1-Стр (192-206 ;233-257 ) ; Л2-Стр ( 6-14);

Л4-Стр(160-167)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Назовите основные блоки микропроцессора?

2 Назовите основные функции АЛУ?

3 В чем проявляются отличии и сходство шин данных и адреса?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 1

Тема 3.2 Рабочий цикл процессора

Схема рабочего цикла процессора.

Варианты рабочего цикла для четырех типов команд: основных, передачи управления, ввода-вывода, системных.

Литература
: Л1-Стр (249-252 ) ; Л2-Стр (247-2654);

Л4 -Стр(233-236)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Дайте определение тактам и циклам работы микропроцессора?

2 Сколько циклов содержит команда ввода-вывода?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 2

Тема 3.3 Система команд процессора

Адресация. Форматы команд. Команды пересылки, арифметические, логические, перехода, ввода-вывода.

(Изучение команд пересылки данных, арифметических операций, условного и безусловного переходов, организация циклов).

Литература
: Л1-Стр (72-80 ) ; Л2-Стр ( 265-282);

Л4-Стр(139-141)

Вопросы для самоконтроля
:

1 Назовите основные способы адресации?

2 В чем заключается особенность команд по пересылке данных?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ 3

Тема 3.4 Узлы микропроцессорных схем

Генераторы тактовых импульсов. Шинные формирователи. Системные контроллеры. Интерфейсы ввода-вывода.

Литература:
Л1-Стр (253-257 ) ; Л2-Стр (303-333);

Л4-Стр(186-244)

Вопросы для самоконтроля:

1 Какие функции выполняет тактовый генератор?

2 Какую роль играют шинные формирователи?

3 Какую роль играет системный контроллер?

4 Дайте определение интерфейса?

Тема 3.5 Однокристальные микроконтролеры

Структурные схемы микроконтроллеров. Системы команд. Примеры использования.

Литература:
Л1-Стр (290-301 ) ; Л- Стр( )

Вопросы для самоконтроля
:

1 Какие функции выполняет микроконтроллер?

2 Назовите основные структурные элементы микроконтроллера?

3 Приведите примеры использования микроконтроллера?

Тема 3.6 Однокристальные микро ЭВМ

Особенности микросхем. Структурная схема. Система команд. Примеры использования.

Литература:
Л1-Стр (313-322 ) ; Л2-Стр ( 303-369);

Л4-Стр(160-183)

Вопросы для самоконтроля:

1 Какие функции выполняет микроЭВМ?

2 Назовите основные структурные элементы микроЭВМ?

3 Приведите примеры использования микроЭВМ?

Тема 3.7 Персональные компьютеры

Структурная схема. Назначение блоков. Начальные сведения об операционных системах. Настройка операционных систем. Интерфейсы вода- вывода.

Состав операционной системы. Назначение и функции компонентов ОС. Файловая система.

Принцип организации файлов .

Графическая операционная среда "Windows".

Многоканальный интерфейс: окно, иконы, ярлыки, папки. Многозадачный режим. Текстовый процессор « Word ». Редакторы электронных таблиц «Excel».

Литература
: Л4 -Стр (184 -186 ) ;

Л 11- Стр( 5 -175 ); Стр (177-289 ); Стр (291-365)

Вопросы для самоконтроля:

1Назовите основные структурные элементы персональной ЭВМ?

2 Какие функции выполняет операционная система?

3 В чем состоит особенность графической операционной среды «Windows»?

4 Как организуется файловая система?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 10

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 11

РАЗДЕЛ 4. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ И ЯЗЫКИ ПРОГРАММИРОВАНИЯ

Студент должен:

иметь представление
:

- об этапах решения задач на ПЭВМ;

- о составлении алгоритмов и программ на языках высокого уровня.

знать:

- порядок постановки задачи, элементов блок-схем, основных конструкций языка;

уметь:

- составлять алгоритм и программу задачи.

Тема 4.1 Программирование на языках высокого уровня

Алфавит, идентификаторы, операторы ввода-вывода. Условный и безусловный оператор. Операторы цикла. Строки и символьные массивы. Обработка одно- и двумерных массивов. Стандартные функции.

Литература
: Л2-Стр (376-393); Л3-Стр(33-50; 149-188) ;

Л4 – Стр (246-252; 435-443) приведены примеры решения задач.

Вопросы для самоконтроля:

1 Дайте определение алфавита?

2 Назовите правила записи операторов?

3 В чем проявляется особенность языка Бейсик?

4 Какие стандартные функции содержит Бейсик?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 12

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 13

Тема 4.2 Программы. Разработка и отладка программ по специальности

Разработка программ на языках высокого уровня по специальности.

Литература
: Л3-Стр(202-238)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 14

ЛИТЕРАТУРА

1. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы. – М.: Телеком, 2000

2. Евреинов Э.В. Цифровая и вычислительная техника. – М.: Радио и связь, 1991 г

3. Алтухов Е.В. Основы информатики и вычислительной техники. – М.: Высшая школа, 1992 г

4. Стрыгин В.В. Основы вычислительной, микропроцессорной техники и программирования. – М.: Высшая школа, 1989г.

5. Напрасник М.В. Микропроцессоры и микро ЭВМ. - М.: Высшая школа, 1989г.

6. Фигурнов В.Э. IBM PC для пользователя. . – М.: ИНФРА, 2000

7. Бурев Л.Н. Простейшая микро-ЭВМ. – М.: Высшая школа, 1992 г

8. Лебедев О.Н. Микросхемы памяти. М.: Радио и связь, 1992 г

9. Новичков В.С. Алгоритмические языки в техникуме. М.: Высшая школа, 1992 г

10. Кириличев А.М. -М.: Недра, 1992 г

11. Глушаков С.В. Персональный компьютер. – М.: АСТ, 2000

ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Лабораторная работа 1

Исследование работы триггеров.

Лабораторная работа 2

Исследование работы регистра.

Лабораторная работа 3.

Исследование работы дешифратора

Лабораторная работа 4

Исследование работы преобразователя двоично-десятичного в семисегментный код.

Лабораторная работа 5

Исследование работы счетчика.

Лабораторная работа 6

Исследование работы счетчика.

Лабораторная работа 7

Исследование работы мультиплексора

Лабораторная работа 8

Исследование работы сумматора.

Лабораторная работа 9

Исследование работы запоминающих элементов памяти.

Лабораторная работа 10

Изучение текстового процессора “ Word”

Лабораторная работа 11

Изучение редактора электронных таблиц “ Excel”

Лабораторная работа 12

Настройка основных элементов операционной системы.

Лабораторная работа 13 ( 6 часов )

Программирование и решение задач линейной, разветвляющей и циклической структуры.

Лабораторная работа 14 ( 4 часа )

Программирование и решение задач по специальности.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ ЗАНЯТИЙ

Практическое занятие 1

Изучение структурной схемы однокристального микропроцессора.

Практическое занятие 2.

Изучение рабочего цикла процессора.

Практическое занятие 3.

Изучение команд микропроцессора.

ДОМАШНЯЯ КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА