|
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Физический факультет
Кафедра физики твердого тела
Р А Б О Ч А Я П Р О Г Р А М М А
дисциплины СД.03 - " СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ "
для направления подготовки (группы специальностей) :
654600 - "Информатика и вычислительная техника "
и для специальности :
220100 - "Вычислительные машины, комплексы, системы и сети "
Составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом высшей школы
для специальностей : 220100 -"Вычислительные машины, комплексы, системы и сети"
Структура рабочей программы учебной дисциплины
"СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ".
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА.
1. Цели и задачи курса.
1.1. Цели преподавания курса.
Цели преподавания и изучение курса "Схемотехника ЭВМ" определяются требованиями, предъявляемыми к выпускникам государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования квалификационными характеристиками.
1.2. Задачи изучения курса.
Согласно требованиям квалификационных характеристик указанной специальности, задачи изучения курса могут быть сформулированы следующим образом: изучение основ работы цифровых интегральных микросхем, устройства микропроцессоров, периферийных интегральных микросхем микропроцессорных комплектов, програм-мируемых интегральных контроллеров; знакомство с принципами аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования и специализированными интегральными микросхемами, основами построения микропроцессорных систем, их практическим применением.
2. Перечень дисциплин с указанием разделов, усвоение которых необходимо для изучения курса.
Физика.
Информатика.
Инженерная графика.
Основы алгоритмизации и программирования .
Электротехника и электроника.
2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ.
| Наименование разделов | Максимальная нагрузка студента, час | Количество аудиторных часов при очной форме обучения | Самостоятельная работа студентов |
|---|
| | | Всего | Лекции | Лабораторные работы | Практические занятия | Семинарские занятия | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| 1. Введение | 2 | 2 | 2 | - | - | - | 2 |
| 2. Элементная база цифровой и аналоговой техники. | 27 | 27 | 10 | 17 | - | - | - |
| 3. Микропроцес-соры, принципы построения и организации. | 21 | 14 | 14 | - | - | - | 7 |
| 4. Устройства ввода-вывода. Типовой состав микропроцессор-ных комплектов. | 24 | 12 | 12 | - | - | - | 12 |
| Итого | 72 | 36 | 36 | 17 | - | - | 19 |
3. Содержание учебной дисциплины.
1.Введение.
1.1. Место и роль изучаемой дисциплины в современной системе знаний.
1.2. История становления и развития микропроцессорной техники и ЭВМ.
Раздел 2.Элементная база цифровой техники.
2.1. Пассивные и реактивные элементы в цифровых и аналоговых схемах.
2.2. Биполярный и полевой транзисторы, ключевой режим работы.
2.3. Основные аксиомы и законы алгебры-логики.
2.4. Интегральные цифровые схемы комбинационного типа: основные логические
функции и реализующие их элементы; мультиплексоры; дешифраторы; сумма-
торы и т.д.
2.5. Интегральные цифровые схемы со структурами последовательностного типа:
асинхронный и синхронный триггеры; триггер типа "защелка" и счетный
триггер.
2.6. Принципы построения и синтеза цифровых счетчиков.
2.7. Регистры: параллельный и последовательный.
2.8. Построение и классификация АЦП и ЦАП.
Раздел 3.Микропроцессоры, принципы построения и организации.
3.1. Микропроцессор. Устройство и назначение. Структурная схема.
3.2. Архитектура микропроцессорного устройства. Карта памяти.
3.3. Схема включения микропроцессора. Основные режимы работы. Нестандартные
способы включения МП.
3.4. Распределение адресного пространства. Оперативное ЗУ, постоянное ЗУ,
структура и организация; дешифрация пространства устройств ввода-вывода.
3.5. Система команд однокристального восьмиразрядного микропроцессора
К580ВМ80А.
Раздел 4.Устройства ввода-вывода. Типовой состав микропроцессорных комплектов.
4.1. Параллельный периферийный адаптер, как пример программируемого устрой-
ства ввода-вывода.
4.2. Универсальный программируемый синхронно-асинхронный приемопередатчик.
4.3. Программируемый интервальный таймер.
4.4. Однокристальная микро-ЭВМ (программируемый интегральный контроллер - PIC),
как совокупность центрального процессора с задающим генератором и вектор-
ной системой прерываний, многоканального интерфейса ввода-вывода и интер-
вального таймера-счетчика.
4.5. Основы программирования устройств ввода-вывода на языке Ассемблер.
4.6. Разбор подпрограммы на языке Ассемблер, основные приемы ее отладки, нахож-
дения и исправления ошибок.
4.7. Изучение работы микропроцессорной системы и ее возможностей по вводу-выводу и
обработке цифровой и аналоговой информации.
Виды самостоятельной работы студента.
Самостоятельное изучение принципов работы программируемого интервального таймера и универсального программируемого синхронно-асинхронного приемопередатчика. Работа с литературой.
- Перечень литературы и средств обучения.
4.1 Литература основная.
- Микропроцессоры. В 3-х кн. / П.В.Нестеров, В.Ф.Шаньгин, В.Л.Горбунов и др.; Под ред. Л.Н.Преснухина. М.: "Высшая школа", 1986.
- Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем. Под ред. В.А.Шахнова. - М.: "Радио и связь" ,1988. Т.1, (Т.2) - 368 с., (368 с.)
- Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники.- М.: Мир, 1983. Т.1,(Т.2) - 598 с., (590 с.)
- Гутников В.С. Интегральная электроника в измерительных устройствах.- Ленинград.: "Энергоатомиздат", 1988.- 304 с.
- Васильев Б.И., Гусев Ю.М., Миронов В.Н. Электронные промышленные устройства,- М.: "Высшая школа", 1988,- 304 с.
- Сопряжение датчиков и устройств ввода данных с компьютерами IBM PC: Пер.с англ
./ Под ред. У. Томпкинса и Дж. Уэбстера. - М.: Мир, 1992. - 592 с.
4.2 Литература дополнительная.
- Токхейм Г. Основы цифровой электроники,- М.: Мир,1981.-384 с.
- Марголис А. Поиск и устранение неисправностей в персональных компьютерах. - К.: "Диалектика", 1994. - 368 с. ил.
- Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.В. Промышленная электроника." М.: "Энерго-атомиздат", 1988,- 320 с.
- Богумирcкий В.С. Руководство пользователя ПЭВМ. Т.1 -Санкт-Петебург: "Печатный Двор", 1994.- 358 c.
- Использование Turbo Assembler при разработке программ / Сост. А.А.Чекатков. - К.: "Диалектика", 1995. - 288 с.
- Рудаков П.И., Финогенов К.Г. Программируем на языке ассемблера IBM PC: В 4-х частях. Ч.1. (Ч.2., Ч.3-4.) - М.:"Энтроп", 1995. - 164 с. (164 с., 320 с.), ил.
- Гёлль П. Как превратить персональный компьютер в измерительный комплекс. Пер.с франц. - 2-е изд., испр. - М.: ДМК, 1999. - 144 с., ил.
4.3 Наглядные пособия.
- Цифровой логический индикатор.
- Микропроцессорный контроллер на МП БИС К580ВМ80А.
- Системная плата и модули ПЭВМ типа IBM-PC.
- Плата интерфейсов ввода-вывода стандарта И41.
- Плата аналогового ввода-вывода.
4.4 Лекционные демонстрации.
- Работа цифрового счетчика и поразрядная визуализация его логических уровней.
- Работа микропроцессорного программного счетчика.
- Запись и воспроизведение аналоговой информации микропроцессорным контроллером.
Программу составил доцент кафедры ФТТ СГУ, к.ф.-м.н. Семёнов А. А.
Зав. кафедрой ФТТ СГУ
Заслуженный деятель науки РФ д.ф.-м.н., профессор Усанов Д.А.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К КУРСУ "СХЕМОТЕХНИКА ЭВМ"
- Основные аксиомы и законы алгебры-логики, как свойства логических вентилей.
- Ключевой режим работы активных элементов в цифровых схемах. Работа цифровых элементов в составе узлов и устройств: типы выходных каскадов, цепи питания, согласование связей.
- Элементы задержки, формирователи импульсов, элементы индикации, оптоэлектронные развязки.
- Интегральные цифровые схемы комбинационного типа: мультиплексоры; дешифраторы; сумматоры.
- Интегральные цифровые схемы со структурами последовательностного типа: регистры, счетчики, распределители.
- Синхронизация в цифровых устройствах; риски сбоя в комбинационных и последовательных схемах.
- Цифровой и аналоговый способы обработки информации. Операционный усилитель. Компаратор. Построение и классификация АЦП и ЦАП.
- Структурная схема и устройство микропроцессора. Схема включения. Основные режимы работы.
- Архитектура микропроцессорного устройства. Распределение адресного пространства. Оперативное и постоянное запоминающие устройства. Карта памяти.
- Схемотехника запоминающих устройств: статические, динамические, масочные, прожигаемые запоминающие устройства.
- Микропроцессорные комплекты БИС. Периферийные устройства. Принцип программного управления. Программируемый интервальный таймер.
- Устройства ввода-вывода. Параллельный периферийный адаптер. Основные режимы работы.
- Универсальный программируемый синхронно-асинхронный приемопередатчик, как устройство ввода-вывода. Основные режимы работы.
- Схемотехника микропроцессорного устройства. Дешифрация адресного пространства и пространства устройств ввода-вывода. Организация прерываний.
- Однокристальная микро-ЭВМ, как совокупность центрального процессора с задающим генератором, многоканального интерфейса ввода-вывода и интервального таймера-счетчика.
|
