Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Муромский институт (филиал)

федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования

 «Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

(МИ ВлГУ)

 

Кафедра  ЭиВТ 

 

 

 

«   04   »       06       2019 г.

 

 

 

 

Рабочая программа ДИСЦИПЛИНЫ

 

     Теория цифровых автоматов     

 




Направление подготовки

09.03.01 Информатика и вычислительная техника

Профиль подготовки

Вычислительные машины, комплексы, системы и сети

Квалификация (степень)выпускника

бакалавр








          

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы,

час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежу-точного контр.

(экз., зач., зач. с оц.)

3

90 / 2,5  

16  

18  

 

1,6  

0,25  

35,85  

54,15  

Зач.  

4

126 / 3,5  

16  

16  

 

3,6  

2,35  

37,95  

61,4  

Экз.(26,65)  

Итого

216 / 6  

32  

34  

 

5,2  

2,6  

73,8  

115,55  

26,65  

 

Муром, 2019 г.


1. Цель освоения дисциплины

Цель дисциплины: Цель дисциплины: приобретение знаний студентами направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» в области последовательностных, комбинационных цифровых схем и цифровых автоматов. Поэтому в данной дисциплине студенты продолжают изучать элементы алгебры логики, вопросы минимизации переключательных функций и синтеза цифровых автоматов.

Задача дисциплины: изучение теории анализа и синтеза элементарных автоматов, построенных на логических элементах цифровых микросхем различных логик и серий, изучение анализа и синтеза последовательностных и комбинационных схем, а также устройств вычислительной техники (регистров, счетчиков, накапливающих сумматоров, мультиплексоров и т.д.)

2. Место дисциплины в структуре ОПОП ВО (Цикл (Б1.В.ДВ.02.02))

Изучение дисциплины «Теория цифровых автоматов» базируется на знаниях, полученных студентами при изучении дисциплин «Информатика», «Дискретная математика». На дисциплине «Теория цифровых автоматов» базируется изучение дисциплин: «Архитектура МП и программирование на языке Ассемблер», «Схемотехника начала», «Электротехника, электроника и схемотехника» «Микропроцессорные системы» и других дисциплин.

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ПК-1 Способен проектировать специализированные цифровые элементы и устройства вычислительной техники.

 

Результатом освоения дисциплины является достижение следующих индикаторов:

Знать основные подходы к синтезу цифровых автоматов, элементы алгебры логики, минимизации переключательных функций. Знать основные цифровые элементы и цифровые устройства комбинационного и последовательностного типа.

Уметь проводить системный анализ вычислительной системы с точки зрения ее представления в виде цифрового автомата, синтезировать схемы цифровых устройств..

Владеть навыками разработки цифровых автоматов по таблицам переходов и выходов.

 


4. Структура и содержание дисциплины

Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц, 216 часов.

 

4.1. Форма обучения: очная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 4г.

 

4.1.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежуточной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Представление цифрового автомата в аналитическом, табличном и графическом виде.

3

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

2

Регулярные языки и конечные цифровые автоматы, модель конечного автомата. Методы анализа комбинационных схем с обратными связями

3

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

3

Анализ комбинированных схем с обратными связями с помощью карт Карно и таблиц переходов. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения RS-триггера

3

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

4

Элементарные цифровые автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа.

3

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

5

Абстрактный синтез цифрового автомата. Получение не полностью определенного автомата. Структурный синтез. Кодирование состояний синхронного и асинхронного автоматов.

3

2

2

4,15

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

6

Построение комбинационных схем цифрового автомата. Явление риска логических схем. Микропрограммирование

3

2

2

0

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

7

Триггеры или элементарные цифровые автоматы. Типы триггеров. Синтез триггеров.

3

2

2

0

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

8

Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением. Синхронные, асинхронные и апериодические схемы

3

2

2

0

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

9

Синтез цифровых автоматов. Синтез устройств кодирования входных сигналов. Синтез устройств декодирования

3

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

90

16

18

54,15

1,6

0,25

Зач.

10

Последовательностные схемы, дешифраторы

4

4

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

11

Сумматоры, накапливающие сумматоры

4

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

12

Регистры, счетчики и делители частоты

4

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

13

Мультиплексоры. Демультиплексоры

4

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

14

Элемент памяти. Синтез элемента памяти

4

2

2

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

15

Ячейки памяти, адрес ячейки памяти, наращивание ячеек памяти

4

2

4

10

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

16

Организация памяти в вычислительной технике. Заключение

4

2

2

1,4

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

Всего за  семестр

126

16

16

61,4

+

3,6

2,35

Экз.(26,65)

Итого   

216

32

34

115,55

5,2

2,6

26,65

 

4.1.2. Содержание дисциплины

4.1.2.1. Перечень лекций

Семестр 3

Раздел 1. Представление цифрового автомата в аналитическом, табличном и графическом виде.

Лекция 1.

Представление цифрового автомата в аналитическом, табличном и графическом виде (2 часа).

Раздел 2. Регулярные языки и конечные цифровые автоматы, модель конечного автомата. Методы анализа комбинационных схем с обратными связями

Лекция 2.

Регулярные языки и конечные цифровые автоматы, модель конечного автомата. Методы анализа комбинационных схем с обратными связями (2 часа).

Раздел 3. Анализ комбинированных схем с обратными связями с помощью карт Карно и таблиц переходов. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения RS-триггера

Лекция 3.

Анализ комбинированных схем с обратными связями с помощью карт Карно и таблиц переходов. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения RS-триггера (2 часа).

Раздел 4. Элементарные цифровые автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа.

Лекция 4.

Элементарные цифровые автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа (2 часа).

Раздел 5. Абстрактный синтез цифрового автомата. Получение не полностью определенного автомата. Структурный синтез. Кодирование состояний синхронного и асинхронного автоматов.

Лекция 5.

Абстрактный синтез цифрового автомата. Получение не полностью определенного автомата. Структурный синтез. Кодирование состояний синхронного и асинхронного автоматов (2 часа).

Раздел 6. Построение комбинационных схем цифрового автомата. Явление риска логических схем. Микропрограммирование

Лекция 6.

Построение комбинационных схем цифрового автомата. Явление риска логических схем. Микропрограммирование (2 часа).

Раздел 7. Триггеры или элементарные цифровые автоматы. Типы триггеров. Синтез триггеров.

Лекция 7.

Триггеры или элементарные цифровые автоматы. Типы триггеров. Синтез триггеров (2 часа).

Раздел 8. Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением. Синхронные, асинхронные и апериодические схемы

Лекция 8.

Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением. Синхронные, асинхронные и апериодические схемы (2 часа).

Семестр 4

Раздел 9. Последовательностные схемы, дешифраторы

Лекция 9.

Синтез цифровых автоматов. Синтез устройств кодирования входных сигналов. Синтез устройств декодирования (2 часа).

Лекция 10.

Последовательностные схемы, дешифраторы (2 часа).

Раздел 10. Сумматоры, накапливающие сумматоры

Лекция 11.

Сумматоры, накапливающие сумматоры (2 часа).

Раздел 11. Регистры, счетчики и делители частоты

Лекция 12.

Регистры, счетчики и делители частоты (2 часа).

Раздел 12. Мультиплексоры. Демультиплексоры

Лекция 13.

Мультиплексоры. Демультиплексоры (2 часа).

Раздел 13. Элемент памяти. Синтез элемента памяти

Лекция 14.

Элемент памяти. Синтез элемента памяти (2 часа).

Раздел 14. Ячейки памяти, адрес ячейки памяти, наращивание ячеек памяти

Лекция 15.

Ячейки памяти, адрес ячейки памяти, наращивание ячеек памяти (2 часа).

Раздел 15. Организация памяти в вычислительной технике. Заключение

Лекция 16.

Организация памяти в вычислительной технике. Заключение (2 часа).

 

4.1.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 3

Раздел 1. Представление цифрового автомата в аналитическом, табличном и графическом виде.

Практическое занятие 1.

Табличный метод представления автомата Мили и автомата Мура (2 часа).

Раздел 2. Регулярные языки и конечные цифровые автоматы, модель конечного автомата. Методы анализа комбинационных схем с обратными связями

Практическое занятие 2.

Представление автоматов методом графов (2 часа).

Раздел 3. Анализ комбинированных схем с обратными связями с помощью карт Карно и таблиц переходов. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения RS-триггера

Практическое занятие 3.

Анализ комбинированных схем с обратными связями (2 часа).

Раздел 4. Элементарные цифровые автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа.

Практическое занятие 4.

Анализ конечных автоматов методом карт Карно и таблиц переходов (2 часа).

Раздел 5. Абстрактный синтез цифрового автомата. Получение не полностью определенного автомата. Структурный синтез. Кодирование состояний синхронного и асинхронного автоматов.

Практическое занятие 5.

RS-триггеры (2 часа).

Раздел 6. Построение комбинационных схем цифрового автомата. Явление риска логических схем. Микропрограммирование

Практическое занятие 6.

Т-триггеры (2 часа).

Раздел 7. Триггеры или элементарные цифровые автоматы. Типы триггеров. Синтез триггеров.

Практическое занятие 7.

D-триггеры (2 часа).

Раздел 8. Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением. Синхронные, асинхронные и апериодические схемы

Практическое занятие 8.

JK-триггеры (2 часа).

Раздел 9. Синтез цифровых автоматов. Синтез устройств кодирования входных сигналов. Синтез устройств декодирования

Практическое занятие 9.

Синтез входного преобразователя (2 часа).

Семестр 4

Раздел 10. Последовательностные схемы, дешифраторы

Практическое занятие 10.

Синтез выходного преобразователя (2 часа).

Раздел 11. Сумматоры, накапливающие сумматоры

Практическое занятие 11.

Кодирование состояния цифрового автомата (2 часа).

Раздел 12. Регистры, счетчики и делители частоты

Практическое занятие 12.

Таблица синтеза цифрового автомата (2 часа).

Раздел 13. Мультиплексоры. Демультиплексоры

Практическое занятие 13.

Дешифраторы, сумматоры (2 часа).

Раздел 14. Элемент памяти. Синтез элемента памяти

Практическое занятие 14.

Счетчики, делители (2 часа).

Раздел 15. Ячейки памяти, адрес ячейки памяти, наращивание ячеек памяти

Практическое занятие 15.

Мультиплексоры (2 часа).

Практическое занятие 16.

Демультиплексоры (2 часа).

Раздел 16. Организация памяти в вычислительной технике. Заключение

Практическое занятие 17.

ОЗУ (2 часа).

 

Методические указания доступны по ссылке: https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=646

 

4.1.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.1.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Основные понятия теории абстрактных автоматов.

2. Эквивалентные автоматы.

3. Способы описания работы дискретных устройств.

4. Построение абстрактных автоматов по граф-схеме микропрограммы.

5. Синтез структурного автомата. Синтез элементарных автоматов.

6. Канонический метод структурного синтеза автомата.

7. Память структурного автомата.

8. Синтез структурного автомата Мура на D -триггерах.

9. Синтез структурного автомата Мура на Т -триггерах.

10. Этапы графического метода синтеза структурного автомата.

11. Пример графического метода синтеза структурного автомата.

12. Статическое и динамическим управление работой схем.

13. Изучение и методы синтеза разнообразных последовательностных схем. Синтез дешифраторов и шифраторов.

14. Полусумматоры и сумматоры.

15. Последовательностные устройства вычислительной техники (регистры, счетчики и делители частоты).

16. Синтез мультиплексоров. Основы проектирования АЛУ.

17. Перспективные виды памяти.

 

4.1.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

Не планируется.

 

4.1.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

1. Синтез трехразрядного регистра на элементах И-НЕ.

2. Синтез трехразрядного регистра на элементах ИЛИ-НЕ.

3. Синтез двухразрядного накапливающего сумматора на Т-триггере, на элементах ИЛИ-НЕ.

4. Синтез двухразрядного накапливающего сумматора на Т-триггере, на элементах И-НЕ.

5. Синтез синхронного JK- триггера на элементах И-НЕ.

6. Синтез синхронного JK- триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

7. Синтез 2-х разрядного счетчика на элементах ИЛИ-НЕ.

8. Синтез 2-х разрядного счетчика на элементах И-НЕ.

9. Синтез синхронного D-триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

10. Синтез синхронного D-триггера на элементах И-НЕ.

11. Синтез синхронного RS- триггера на элементах И-НЕ.

12. Синтез синхронного RS- триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

13. Синтез абстрактного автомата заданного по таблицам переходов на элементах И-НЕ.

14. Синтез абстрактного автомата заданного по таблицам переходов на элементах ИЛИ-НЕ.

 

Методические указания доступны по ссылке: https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=646

 


4. 2. Форма обучения: заочная

Уровень базового образования: среднее общее.

Срок обучения 5г.

 

Семестр

Трудоем-кость,

час. / зач. ед.

Лек-ции,

час.

 

Практи-ческие занятия,

час.

Лабора-торные работы, час.

Консуль-тация,

час.

Конт-роль,

час.

Всего (контак-тная работа),

час.

СРС,

час.

Форма

промежуточного контроля

(экз., зач., зач. с оц.)

2

108 / 3  

6  

6  

 

3  

0,6  

15,6  

83,75  

Экз.(8,65)  

3

108 / 3  

4  

8  

 

2  

2,25  

16,25  

88  

Зач.(3,75)  

Итого

216 / 6  

10  

14  

 

5  

2,85  

31,85  

171,75  

12,4  

 

4.2.1. Структура дисциплины


 

Раздел (тема)

дисциплины

 

Виды учебной работы, включая самостоятельную работу студентов и трудоемкость

(в часах)

 

Форма  текущего контроля успеваемости (по неделям семестра), форма промежу-точной аттестации

  (по семестрам)

 

п\п

Семестр

Лекции

Семинары

Практические занятия

Лабораторные работы

Контрольные работы

СРС

КП / КР

Консультация

Контроль

1

Введение. Автоматы и формальные языки; концепция порождения и распознания; классификация языков по Холмскому. Автоматы и разностные уравнения, описывающие автоматы. Конечный автомат Мили, конечный автомат Мура. Представление автомата таблицами, графом.

2

2

4

25

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

2

Регулярные языки и конечные автоматы, модель конечного автомата. Методы анализа комбинационных схем с обратными связями

2

2

2

25,75

Защита отчета, устный опрос, тестирование

3

Анализ комбинированных схем с обратными связями с помощью карт Карно и таблиц переходов. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения RS-триггера

2

2

7,75

Защита отчетов, устный опрос, тестирование

4

Элементарные автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа.

2

25,25

Устный опрос, тестирование

5

Абстрактный синтез. Получение не полностью определенного автомата. Структурный синтез. Кодирование состояний синхронного и асинхронного автоматов.

2

Устный опрос

Всего за  семестр

108

6

6

+

83,75

3

0,6

Экз.(8,65)

6

Построение комбинационных схем автомата. Явление риска логических схем. Микропрограммирование

3

5

Устный опрос

7

Триггеры или элементарные автоматы. Типы триггеров. Синтез триггеров.

3

5

Устный опрос

8

Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением. Синхронные, асинхронные и апериодические схемы

3

5

Устный опрос

9

Синтез автоматов. Синтез устройств кодирования входных сигналов. Синтез устройств декодирования

3

5

Устный опрос

10

Последовательностные схемы, дешифраторы

3

5

Устный опрос

11

Сумматоры, накапливающие сумматоры

3

5

Устный опрос

12

Регистры, счетчики и делители частоты

3

5

Устный опрос

13

Мультиплексоры. Демультиплексоры

3

5

Устный опрос

14

Элемент памяти. Синтез элемента памяти

3

5

Устный опрос

15

Ячейки памяти, адрес ячейки памяти, наращивание ячеек памяти

3

5

Устный опрос

16

Организация памяти в вычислительной технике. Заключение

3

38

Устный опрос

Всего за  семестр

96

88

+

2

2,25

Зач.(3,75)

Итого   

204

6

6

171,75

5

2,85

12,4

 

4.2.2. Содержание дисциплины

4.2.2.1. Перечень лекций

Семестр 2

Раздел 1. Введение. Автоматы и формальные языки; концепция порождения и распознания; классификация языков по Холмскому. Автоматы и разностные уравнения, описывающие автоматы. Конечный автомат Мили, конечный автомат Мура. Представление автомата таблицами, графом.

Лекция 1.

Введение. Конечный автомат Мили. Конечный автомат Мура. Представление автомата таблицами, графом. Минимизация переключательных функций. Синтез переключательных функций с помощью диаграмм Вейча. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения RS-триггера (2 часа).

Раздел 2. Регулярные языки и конечные автоматы, модель конечного автомата. Методы анализа комбинационных схем с обратными связями

Лекция 2.

Элементарные автоматы на один и два входа. Триггеры. Типы триггеров.RS-триггер. Синтез триггеров. Синтез Т-триггера. Синтез D-триггера. Синтез JK-триггера. Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением (2 часа).

Раздел 3. Анализ комбинированных схем с обратными связями с помощью карт Карно и таблиц переходов. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения RS-триггера

Лекция 3.

Структурный синтез автоматов. Последовательностные схемы. Дешифраторы. Сумматоры. Накапливающие сумматоры (2 часа).

Семестр 3

Раздел 4. Элементарные автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа.

Лекция 4.

Счетчики и делители частоты (2 часа).

Лекция 5.

Элемент памяти, синтез элемента памяти, ячейки памяти, адрес ячейки памяти.Заключение (2 часа).

 

4.2.2.2. Перечень практических занятий

Семестр 2

Раздел 1. Введение. Автоматы и формальные языки; концепция порождения и распознания; классификация языков по Холмскому. Автоматы и разностные уравнения, описывающие автоматы. Конечный автомат Мили, конечный автомат Мура. Представление автомата таблицами, графом.

Практическое занятие 1.

Табличный метод представления автомата Мили и автомата Мура (2 часа).

Практическое занятие 2.

Представление автоматов методом графов (2 часа).

Раздел 2. Регулярные языки и конечные автоматы, модель конечного автомата. Методы анализа комбинационных схем с обратными связями

Практическое занятие 3.

RS-триггеры (2 часа).

Семестр 3

Раздел 3. Элементарные автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа.

Практическое занятие 4.

Кодирование состояния цифрового автомата (2 часа).

Практическое занятие 5.

Таблица синтеза цифрового автомата (2 часа).

Практическое занятие 6.

Организация памяти в вычислительной технике (2 часа).

Практическое занятие 7.

Регистры (2 часа).

 

4.2.2.3. Перечень лабораторных работ

Не планируется.

 

4.2.2.4. Перечень учебно-методического обеспечения для самостоятельной работы

Методические указания для самостоятельной работы размещены на информационно-образовательном портале института по ссылке https://www.mivlgu.ru/iop/course/view.php?id=5058.

Для самостоятельной работы также используются издания из списка приведенной ниже основной и дополнительной литературы.

Перечень тем, вынесенных на самостоятельное изучение:

1. Автоматы и формальные языки; концепция порождения и распознания; классификация языков по Холмскому. Автоматы и разностные уравнения, описывающие автоматы.

2. Порождающие грамматики; распознаватели, машина Тьюринга, магазинный автомат, сеть Петри, конечный автомат, коллективы автоматов. Конечный автомат Мили, конечный автомат Мура. Представление автомата таблицами, графом.

3. Регулярные языки и конечные автоматы, модель конечного автомата. Модель конечного автомата Глушкова. Методы анализа комбинированных схем с обратными связями.

4. Анализ комбинированных схем с обратными связями с помощью карт Карно и таблиц пере-ходов. Логические схемы с обратными связями на двух элементах и-не или или-не. Характеристические уравнения автоматов RS-триггера.

5. Элементарные автоматы. Типы элементарных автоматов на один вход. Типы элементарных автоматов на два входа.

6. Абстрактный синтез. Получение не полностью определенного автомата. Структурный синтез. Кодирование состояний синхронного и асинхронного автоматов.

7. Построение комбинированных схем автомата. Явление риска логических схем. Микро-программирование.

8. Триггеры или элементарные автоматы. Типы триггеров. Синтез триггеров.

9. Синхронные, асинхронные и апериодические схемы. Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением.

10. Последовательностные схемы. Дешифраторы.

11. Сумматоры.

12. Регистры, счетчики и делители частоты.

13. Мультиплексоры, АЛУ.

14. Организация памяти в вычислительной технике. Элемент памяти.

15. Ячейки памяти, адрес ячейки памяти. Состояние элемента памяти. Синтез элемента памяти.

16. Проблема отражения времени при проектировании автоматов. Проблемы и перспективы автоматизации проектирования конечных автоматов.

17. Абстрактный синтез. Получение не полностью определенного автомата. Структурный синтез. Кодирование состояний синхронного и асинхронного автоматов.

18. Построение комбинационных схем автомата. Явление риска логических схем. Микропрограммирование.

19. Триггеры или элементарные автоматы. Типы триггеров. Синтез триггеров.

20. Двойные триггеры. Синхронные триггеры с динамическим управлением. Синхронные, асинхронные и апериодические схемы.

21. Синтез автоматов. Синтез устройств кодирования входных сигналов. Синтез устройств декодирования.

22. Последовательностные схемы, дешифраторы.

23. Сумматоры, накапливающие сумматоры.

24. Регистры, счетчики и делители частоты.

25. Мультиплексоры. Демультиплексоры.

26. Элемент памяти. Синтез элемента памяти.

27. Ячейки памяти, адрес ячейки памяти, наращивание ячеек памяти.

28. Организация памяти в вычислительной технике.

 

4.2.2.5. Перечень тем контрольных работ, рефератов, ТР, РГР, РПР

1. Синтез синхронного D-триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

2. Синтез синхронного D-триггера на элементах И-НЕ.

3. Синтез синхронного RS- триггера на элементах И-НЕ.

4. Синтез синхронного RS- триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

5. Синтез абстрактного автомата заданного по таблицам переходов на элементах И-НЕ.

6. Синтез абстрактного автомата заданного по таблицам переходов на элементах ИЛИ-НЕ.

 

4.2.2.6. Примерный перечень тем курсовых работ (проектов)

1. Синтез трехразрядного регистра на элементах И-НЕ.

2. Синтез трехразрядного регистра на элементах ИЛИ-НЕ.

3. Синтез двухразрядного накапливающего сумматора на Т-триггере, на элементах ИЛИ-НЕ.

4. Синтез двухразрядного накапливающего сумматора на Т-триггере, на элементах И-НЕ.

5. Синтез синхронного JK- триггера на элементах И-НЕ.

6. Синтез синхронного JK- триггера на элементах ИЛИ-НЕ.

7. Синтез 2-х разрядного счетчика на элементах ИЛИ-НЕ.

8. Синтез 2-х разрядного счетчика на элементах И-НЕ.

 

5. Образовательные технологии

В процессе изучения дисциплины "Теория цифровых автоматов" применяется контактная технология преподавания (за исключением самостоятельно изучаемых студентами вопросов). При проведении практических и лабораторных работ применяется имитационный или симуляционный подход. Шаги решения задач студентам демонстрируются при помощи мультимедийной техники. В дальнейшем студенты самостоятельно решают аналогичные задания в соответствии с выданными преподавателем вариантами.

 

6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов.

Фонды оценочных средств приведены в приложении.

 

7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины Теория цифровых автоматов

7.1. Основная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Теория автоматов. Логические элементы и триггеры.: Практикум для студентов образовательной программы 09.03.01 Информатика и вычислительная техника / сост. Кропотов Ю.А. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. (0,9 Мб). - Муром.: МИ ВлГУ, 2016 (№ госрегистрации в НТЦ Информрегистр 0321602567) - https://www.mivlgu.ru/iop2021/mod/resource/view.php?id=8722

2. Теория автоматов. Анализ комбинированных схем и конечных автоматов.: Практикум по выполнению практических работ для студентов образовательной программы 09.03.01 Информатика и вычислительная техника / сост. Кропотов Ю.А. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые дан. (1,4 Мб). - Муром.: МИ ВлГУ, 2016. (№ госрегистрации в НТЦ Информрегистр 0321602566) - https://www.mivlgu.ru/iop2021/mod/resource/view.php?id=8721

3. Новиков Ю.В. Введение в цифровую схемотехнику [Электронный ресурс]/ Новиков Ю.В.— Электрон. текстовые данные.— М.: Интернет-Университет Информационных Технологий (ИНТУИТ), 2020.— 392 c. - http://www.iprbookshop.ru/52187 (дата обращения 26.11.2022)

4. Теория автоматов: Методические указания к курсовому проектированию / сост.Кропотов Ю.А., Белов А.А. [Электронный ресурс]. - Электрон, текстовые дан. (0,4 Мб).- Муром.: МИ (филиал) ВлГУ, 2015.- 1 электрон, опт. диск (CD-ROM). - https://www.mivlgu.ru/iop2021/mod/resource/view.php?id=8725

 

7.2. Дополнительная учебно-методическая литература по дисциплине

1. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника : учебное пособие [Гриф] - 2-е изд., перераб. и доп.. - СПб.: БХВ-Петербург, 2007. - 800. УДК 681.325.5(075.8) - 40 экз.

2. Журнал "Проектирование и технология электронных средств". - http://elibrary.ru/contents.asp?titleid=9013

 

7.3. Перечень информационных технологий, используемых при осуществлении образовательного процесса по дисциплине, включая перечень программного обеспечения и информационных справочных систем

В образовательном процессе используются информационные технологии, реализованные на основе информационно-образовательного портала института (www.mivlgu.ru/iop), и инфокоммуникационной сети института:

- предоставление учебно-методических материалов в электроном виде;

- взаимодействие участников образовательного процесса через локальную сеть института и Интернет;

- предоставление сведений о результатах учебной деятельности в электронном личном кабинете обучающегося.

Информационные справочные системы:

1. Электронный учебный курс "Введение в теорию автоматов" (http://www.intuit.ru/studies/courses/4080/242/info)

1. Электронный учебный курс "Введение в цифровую электронику". (http://www.intuit.ru/studies/courses/588/444/info)

2. Электронный учебный курс "Введение в цифровую схемотехнику". (http://www.intuit.ru/studies/courses/104/104/info)

Программное обеспечение:

не предусмотрено

 

7.4. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», необходимых для освоения дисциплины

mivlgu.ru

iprbookshop.ru

elibrary.ru

 

8. Описание материально-технической базы, необходимой для осуществления образовательного процесса по дисциплине

 

9. Методические указания по освоению дисциплины

Для успешного освоения теоретического материала обучающийся: знакомится со списком рекомендуемой основной и дополнительной литературы; уточняет у преподавателя, каким дополнительным пособиям следует отдать предпочтение; ведет конспект лекций и прорабатывает лекционный материал, пользуясь как конспектом, так и учебными пособиями

На практических занятиях пройденный теоретический материал подкрепляется решением задач по основным темам дисциплины. Занятия проводятся в компьютерном классе, используя специальное программное обеспечение. Каждой подгруппе обучающихся преподаватель выдает задачу, связанную с табличным методом представления автомата Мили и автомата Мура, представлением автоматов методом графов, анализом комбинированных схем с обратными связями, анализом конечных автоматов методом карт Карно и таблиц переходов, синтезом различных типов триггерных схем, кодированием состояний цифрового автомата, синтезом шифраторов, дешифраторов, сумматоров и других блоков вычислительной техники. В конце занятия обучающие демонстрируют полученные результаты преподавателю и при необходимости делают работу над ошибками.

Самостоятельная работа оказывает важное влияние на формирование личности будущего специалиста, она планируется обучающимся самостоятельно. Каждый обучающийся самостоятельно определяет режим своей работы и меру труда, затрачиваемого на овладение учебным содержанием дисциплины. Он выполняет внеаудиторную работу и изучение разделов, выносимых на самостоятельную работу, по личному индивидуальному плану, в зависимости от его подготовки, времени и других условий.

Курсовая работа выполняется в соответствии с методическими указаниями на курсовую работу. Обучающийся выбирает одну из указанных в перечне тем курсовых работ, исходя из своих интересов, наличия соответствующих литературных и иных источников. В ходе выполнения курсовой работы преподаватель проводит консультации обучающегося. На заключительном этапе обучающийся оформляет пояснительную записку к курсовой работе и выполняет ее защиту в присутствии комиссии из преподавателей кафедры.

Форма заключительного контроля при промежуточной аттестации – экзамен. Для проведения промежуточной аттестации по дисциплине разработаны фонд оценочных средств и балльно-рейтинговая система оценки учебной деятельности студентов. Оценка по дисциплине выставляется в информационной системе и носит интегрированный характер, учитывающий результаты оценивания участия студентов в аудиторных занятиях, качества и своевременности выполнения заданий в ходе изучения дисциплины и промежуточной аттестации.

 



РЕЦЕНЗИЯ

на  рабочую программу дисциплины

«Теория цифровых автоматов»

по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника

 

Рабочая программа дисциплины «Теория цифровых автоматов» составлена в соответствии с требованиями федерального государственного образовательного стандарта по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

На изучение данного курса по учебному плану отводится 216 час. (6 ЗЕТ). Формой итогового контроля изучения дисциплины является зачет / экзамен .

Цель дисциплины: Цель дисциплины: приобретение знаний студентами направления 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» в области последовательностных, комбинационных цифровых схем и цифровых автоматов. Поэтому в данной дисциплине студенты продолжают изучать элементы алгебры логики, вопросы минимизации переключательных функций и синтеза цифровых автоматов.

Задача дисциплины: изучение теории анализа и синтеза элементарных автоматов, построенных на логических элементах цифровых микросхем различных логик и серий, изучение анализа и синтеза последовательностных и комбинационных схем, а также устройств вычислительной техники (регистров, счетчиков, накапливающих сумматоров, мультиплексоров и т.д.)

Содержание занятий соответствуют требованиям образовательного стандарта. Имеется перечень вопросов для самостоятельной работы студентов, способствующий более глубокому изучению дисциплины.

Освоение дисциплины позволит студентам приобрести теоретические и практические знания, необходимые при решении задач в будущей практической деятельности.

Предлагаемые фонды оценочных средств для выявления уровня знаний и умений обучаемых полностью охватывает содержание курса и соответствуют ФГОС.

Перечень учебно-методической литературы достаточен для изучения дисциплины. Имеются ссылки на электронно-библиотечные системы.

Рабочая программа дисциплины «Теория цифровых автоматов» рекомендуется для использования в учебном процессе по направлению подготовки 09.03.01 Информатика и вычислительная техника.

 

04.06.2019 г.