 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Параллельді жылжыту регистрлері
Курс 2 семестр 4 Астана, 2015 МАЗМҰНЫ
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ Қазақ технология және бизнес университеті «Ақпараттық технологиялар» кафедрасы
4.9.2 ОҚУ ЖҰМЫС БАҒДАРЛАМАСЫ «Сұлбатехника» МАМАНДЫҚ 5В070300 «Ақпараттық жүйелер» Астана, 2015
«Сұлбатехника» пәнінің Оқу жұмыс бағдарламасы2015 жылдың «___» _____________ №___ хаттамасымен ҚазТБУ Ғылыми кеңесінде бекітілген 5В070300 «Ақпараттық жүйелер» мамандығының оқу жұмыс жоспарына сәйкес; 2015 жылдың «___» _____________ №___ хаттамасымен ҚазТБУ Ғылыми-әдістемелік кеңесінің мәжілісінде бекітілген; 2015 жылдың «___» _____________ №___ хаттамасымен ҚазТБУ «АТ» кафедрасы мәжілісінде талқыланып мақұлданған оқу жұмыс бағдарламасына сәйкес құрастырылған
Құрастырушы: аға оқытушы Садвакасов Қ.Б.
Оқу жұмыс бағдарламасыҚазақ технология және бизнес университетінің Ғылыми-әдістемелік кеңесінің мәжілісінде бекітілген «____» ___________2015 ж. Хаттама № _____
Төрағасы_______________________ Сафуани Ж.Е.
Оқу жұмыс бағдарламасыҚазақ технология және бизнес университетінің «Ақпараттық технологиялар» кафедрасының мәжілісінде талқыланып мақұлданған «____» __________2015 ж. Хаттама №_____
Кафедра меңгерушісі: _____________ Серимбетов Б.А.
Сұлбатехника 2 кредит Түсініктеме жазба Курстың негізгі мақсаты мен міндеттері: - ЭВМ-нің сандық құрылғылары элементтерінің интегралды сұлбаларын жобалау, жасау әдістерімен, ЭВМ-нің жұмыс принципімен және әр түрлі сандық, аналогтық электронды құрылғылар құру; - сандық құрылғының базалы-логикалық элементтерінің Сұлбатехникасы; - комбинациялық және тізбекті типті сандық құрылғылардың құрылысы мен жұмыстарының принциптері; - жартылай өткізгіштік есте сақтау құрылғыларының жұмыс істеуін ұйымдастыру әдістері және оның ерекшеліктері; - программалаушы сипаттамалары бар логикалық құрылғылар; - операциялық күшейткіштер негізінде аналогтық сигналдарды түрлендіру тәсілдері; - аналогтық-сандық және сандық-аналогтық түрлендіргіштердің Сұлбатехникасы туралы студенттерге жүйелі білім беру. Бұл курс “Электрлік тізбектер теориясы” пәнін оқу барысында алынатын білімге негізделген. Курсты оқу нәтижесінде алған білім “Компьютерлік жүйелердің сәулеті” және басқа да мамандыққа сәйкес пәндер мен ЖОО кеңесі бекіткен пәндерді оқуда пайдалынылады. Пәнді оқып-үйрену нәтижесінде студенттер: - электрлік сұлбаларды құра білуі және әр түрлі логикалық элементтердің жұмыс істеу принциптерін түсіндіре білуі, сонымен қатар ЭЕМ-нің сандық құрылғылары мен тізбектерінің, сол сияқты оларды қолдануға қолайлы орындарын анықтай білуі керек; - логикалық элементтер және триггерлік сұлбалар негізіндегі тізбекті және комбинациялық типтес сандық құрылғылардың сұлбаларын құруды игеруі керек; - әр түрлі типті есте сақтау құрылғыларының сұлбаларын құрып, жұмыс істеу принциптерін түсіндіре білуі керек; - операциялық күшейткіштер негізіндегі аналогтық құрылғылардың, аналогтық-сандық және сандық-аналогтық түрлендіргіштердің сұлбаларын құрып, жұмыс істеу принциптерін түсіндіре білуі керек; Пәннің мазмұны Кіріспе Пәннің мақсаты мен міндеттері. Мамандарды дайындау жүйесіндегі курстың орны мен маңызы. Микроэлектроника мен Сұлбатехниканың қысқаша даму тарихы. 1 Бинарлық логика. Логика түсінігі. Элементтер жүйесі мен қасиеті Логика түсінігі. Элементтер жүйесі мен қасиеті. Логикалық элементтер. Элементтердің уақытша мәні. Элементтердің комбинациялық құрылымы. 2 Базалық жартылай өткізгіш аспаптар және логикалық элементтер Жартылай өткізгіш диодтар мен транзисторлар. Транзистор-транзистор логикалы (ТТЛ) және эмиттерлі байланысқан логикалы (ЭСЛ) сұлбалар. Үш тұрақты күйі бар ТТЛ сұлбасы. Интегралды-инжекторлық сұлбалар. Сандық nМДП және КМДП интегралды сұлбалар. nМДП транзисторындағы логикалық интегралды сұлбалар. Комплементарлы МДП интегралды сұлбалар. 3 Функционалдық түйіндер Тізбектелген функционалды түйіндер. Тіркегіштер (регистрлер). Тізбектелген (жылжытқыш), параллель, параллельді-тізбектелген және реверсивті тіркегіштер. Комбинациялық типтес сандық түйіндер. Шифратор, дешифратор, мультиплексор және демультиплексорлар, сандық компараторлар, қосындылағыштар. Сандық санағыштар. Екілік кодталған санағыштар. Байланыс арналарын басқаруға арналған сигнал таратқыштар. 4 Триггерлер . RS, D, T және JK типтес синхронды триггерлер 5 Жартылай өткізгішті есте сақтау құрылғысы Есте сақтау құрылғыларының жіктелуі, қолданылу өрісі, негізгі параметрлері. Статикалық есте сақтау құрылғысы (SRAM). Статикалық есте сақтау құрылғысының сақтау элементтері. Жадыдағы сөз көлемін және разрядтылығын кеңейту. Динамикалық есте сақтау құрылғысы (DRAM). Динамикалық есте сақтау құрылғысының сақтау элементтері. Динамикалық жады сұлбалары. Динамикалық жады бақылаушысы. КЭШ-жады. Тұрақты есте сақтау құрылғысы (ПЗУ). ROM(M) типті тұрақты есте сақтау құрылғысы. Программаланатын PROM типті тұрақты есте сақтау құрылғысы. Электрмен өшірілетін (EEPROM) және ультракүлгін сәулелермен өшірілетін (EPROM) репрограммаланатын есте сақтау құрылғылары. ФЛЭШ-жады. 6 Аналогтық электрондық құрылғылардың Сұлбатехникасы Аналогтық электрондық құрылғыларды қолданудың ерекшеліктері. Операциялық күшейткіштер. Негізгі параметрлері, жіктелуі және сипаттамасы. Операциялық күшейткіштің құрылымдық сұлбасы. Операциялық күшейткіш негізінде жасалған аналогтық сигнал түрлендіргіштер. Аналогтық сигналды салыстыру құрылғысы. Компараторлар. Аналогты-сандық және сандық-аналогтық түрлендіргіштер Қолданылуы, негізгі сипаттамалары және қолданылу өрісі. Аналогты-сандық және санды-аналогтық түрлендіргіштер. Аналогтық мультиплексорлар, компораторлар. 7 Қоректендіру блоктарының Сұлбатехникасы және ЭЕМ құрылғыларын программалық басқару элементтері Үзіліссіз жұмыс істейтін қорек көздері. Қоректендіру блоктарының Сұлбатехникасы. РС коректендіру блоктары. Қосымша қорек көздері. Түзеткіштер. Қоректі басқару. Импульсті қоректендіру режимі. Үзулерді басқару, plug and play тәріздес үзулер. Видеоқұрылғылар, интерфейстік, мультимедиялық және стандартты емес құрылғылар. Қорытынды Электрондық құрылғылар Сұлбатехникасының даму перспективалары. Үлкен және аса үлкен интеграциялы интегралдық сұлбалар (ҮИС және АҮИС).
Ұсынылатын тәжірибелік сабақтар тақырыптары
1. ТТЛ сұлбасының сипаттамаларын және жұмыс логикасын зерттеу. 2. Эмиттерлі байланысқан логикалы (ЭСЛ) сұлбаның сипаттамаларын және жұмыс логикасын зерттеу 3. nМОП және КМОП интегралды сұлбаларын зерттеу 4. RS, D, T және JK типтес синхронды триггерлер сұлбасын зерттеу. 5. Шифратор, дешифратор, мультиплексор, демультиплексор және сумматор сұлбаларын зерттеу. 6. Тіркегіштер, санағыштар және импульс таратқыштар сұлбаларын зерттеу. Өзіндік жұмыс Студенттердің өзіндік жұмысы дәрістік, тәжірибелік сабақтарда берілген сұрақтарды қамтитын әдебиеттерді оқумен байланысты. Сонымен қатар нақты бір саланың мәселелеріне арналған тапсырмаларды шешу үшін сол салаға байланысты білім моделін құру, салаға талдау жасау да студенттердің өзіндік жұмыстарында қамтылуы керек. Өзіндік жұмыстар тақырыбы: 1. ТТЛ элементтері 2. nМДП және КМДП логикалық интегралды сұлбалар 3. Шифраторлар, дешифраторлар, мультиплексорлар және демуль-типлексорлар 4. Сандық компораторлар 5. АЛҚ сумматорлары 6. RS, DV, T, TV және JK типтес синхронды триггерлер. 7. Тіркегіштер (регистрлер). Тізбекті (жылжытқыш), параллель, параллельді-тізбектелген және реверсивті тіркегіштер. 8. Екілік санағыштар. Екілік кодталған санағыштар. 9. Статикалық есте сақтау құрылғысының сақтау элементтері. КЭШ-жады. 10. Жадыдағы сөз көлемін және разрядтылығын кеңейту. 11. Динамикалық жады сұлбасы. 12. Динамикалық жады бақылаушысы. 13. ROM(M) типті, PROM типті тұрақты есте сақтау құрылғысы. Электрмен өшірілетін (EEPROM) және ультракүлгін сәулелермен өшірілетін (EPROM) репрограммаланатын есте сақтау құрылғылары. 14. ФЛЭШ-жады. 15. Операциялық күшейткіш негізінде жасалған аналогтық сигнал түрлендіргіштер. 16. Аналогтық сигналды салыстыру құрылғысы. Компараторлар. 17. Аналогты-сандық және сандық-аналогтық түрлендіргіштер 18. Қоректі басқару. Импульсті қоректендіру режимі. 19. Қоректендіру блоктарының Сұлбатехникасы. РС коректендіру блоктары. 20. Үзулерді басқару, plug and play тәріздес үзулер. 21. Бейнеқұрылғылар, интерфейстік, мультимедиялық және стандартты емес құрылғылар. ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ a. Негізгі әдебиеттер тізімі
b. Қосымша әдебиеттер тізімі
c. Электрондық оқулықтар мен құралдар
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ ҚАЗАҚ ТЕХНОЛОГИЯ ЖӘНЕ БИЗНЕС УНИВЕРСИТЕТІ «Ақпараттық технологиялар» кафедрасы
4.9.3 ОҚУ БАҒДАРЛАМАСЫ (SYLLABUS) «Сұлбатехника» пәні бойынша В070300 «Ақпараттық жүйелер» Оқу түрі – күндізгі Курс 2 семестр 4 Астана, 2015 «Сұлбатехника» пәнінің оқу бағдарламасы (SYLLABUS)2015 жылдың «___» _____________ №___ хаттамамен ҚазТБУ Ғылыми кеңесінде бекітілген 5В070300 «Ақпараттық жүйелер» мамандығының оқу жұмыс жоспарына сәйкес құрастырылған
Құрастырушы: аға оқытушы Садвакасов Қ.Б.
Оқу бағдарламасы (SYLLABUS)Қазақ технология және бизнес университетінің Ғылыми-әдістемелік кеңесінің мәжілісінде бекітілген «____» ___________2015 ж. Хаттама № _____
Төрағасы___________________ Сафуани Ж.Е.
Оқу бағдарламасы (SYLLABUS)Қазақ технология және бизнес университетінің «Ақпараттық технологиялар» кафедрасының мәжілісінде талқыланып мақұлданған «____» __________2015 ж. Хаттама №_____
Кафедра меңгерушісі: _____________ Серимбетов Б.А.
1 ОҚЫТУШЫ ЖАЙЫНДА МӘЛІМЕТТЕР
Успанова Асель Исимхановна аға оқытушы, магистр Кафедра: Ақпараттық технологиялар, ауд. 212 Кеңес беру уақыты: бейсенбі 12.00 – 13.00 сағ.
2 ПӘН ЖАЙЫНДА МӘЛІМЕТТЕР
ПРЕРЕКВИЗИТТЕРІ Аталған курс бойынша студент осы курсты толық меңгеруі және қазіргі ақпараттық технологиялардың жұмыс істеу принциптерімен танысуы керек. Пәнді оқуда студент «Электрлік тізбектер теориясы» пәнінде алған білімдерге негізделеді.
ПОСТРЕКВИЗИТТЕРІ Сұлбатехника пәнін оқу нәтижесінде студент курстан жаңа ақпараттық технологияны жасауда коп қолданылатын микросхемалармен танысады. Алынған білім, қалыптастырылған дағдылар келесі пәндерді оқығанда қолданылады: «Компьютерлік жүйелер архитектурасы», арнайы пәндер.
5 ПӘННІҢ ҚЫСҚАША СИПАТТАМАСЫ
Пәнді оқыту мақсаты болып жаңа технология жасауда көп қолданылатын микросхемалармен студенттерді таныстыру, негізгі жаңа біліммен қамтамасыз ету, компьютерлік техниканы қолднуды үйрету жүйесі болып табылады. Пәнді оқытуда студент сабақта сигналдар түрін, өлшеу аппаратының жасалу негізін және оның жұмыс істеу принциптерін және жүйенің компоненттерін қарастырады. Курстың негізгі міндеті Пәнді игеру кезінде студент / магистрант білуі қажет: - таңдалған бағыт бойынша теориялық білімді және практикалық дағдыларды игеру; - оқу пәні бойынша СӨЖ орындау; - күн сайын сабаққа қатысу; - ауырған себептен сабаққа қатыспаған жағдайда анықтамаларды уақытында тапсыру; - сабаққа кешікпей келу; - оқу-әдістемелік әдебиеттерді, жабдықтарды ұқыпты пайдалану; - сабақ уақытында ішкі тәртіп ережелерін орындау (сыртқы киімде жүруге, шылым шегуге, қатты дауыстап сөйлеуге тиым салынады); - тапсырмаларды уақытында орындау және тапсыру; - курстастарға, оқытушыларға ізгі ниетпен қарау; - сабақтарға іскер киімде қатысу; - сабақ кезінде ұялы телефондарды сөндіру.
6 ПӘННІҢ МАЗМҰНЫ a. Дәрістік сабақтар тақырыптары
b. Тәжірибелік сабақтар тақырыптары
c. Зертханалық сабақтар тақырыптары
d. СОӨЖ тақырыптары
e. СӨЖ тақырыптары
7. ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ Негізгі әдебиеттер
Қосымша әдебиеттер
8 БАҒА ЖАЙЫНДА АҚПАРАТ 8.1 Бағалау критерийі
Тапсырмалар тақырып бойынша доклад, реферат, ауызша презентация түрінде болуы мүмкін. Курсты игеру кезінде тестілік және ауызша сауалнама жасау арқылы жүзеге асырылады. Оқитын студенттердің білімінің қадағалануын күшейту мақсатында арнайы техникалық құралдар қолданған жөн. Зертханалық жұмыстар мазмұнына нақты өнімдерді зерттеу, олардың физикалық қасиеттерін, т.б. игеру кіреді, жұмыстар зерттеу мақсатында (СҒЗЖ және ОҒЗЖ жүйесі) болуы мүмкін, сондай-ақ өндірістік жағдайда өткізілуі мүмкін. Зертханалық жұмыстар арнайы әдістемелік нұсқаулар бойынша орындалады, есеп беру мен қорғау арқылы рәсімделеді. Студенттің / магистранттың білімін бағалау баллды-рейтингті жүйе бойынша жүзеге асырылады, 60%-ы рейтингтік бақылауға, 40%-ы нәтижелік бақылауға бөлінеді.
Баллдар шкаласы
8.2 Студенттердің тәртіп саясаты және процедурасы § Сабаққа кешікпеу, оқытушының рұқсатынсыз қоңырау соққанша аудиториядан шықпау; § Сабақ кезінде сөйлеспеу, басқа әдебиетті оқымау; § Телефон арқылы сөлеспеу, ұялы телефонды өшіріп тастау; § Бақылау жұмысы жүріп жатқанда дәріс конспектілерін қолданбау, көшірмеу § Сабаққа сыртқы киіммен, бас киіммен кірмеу; § Ұқыпты болу, қоқыс тастамау, жиһазды бүлдірмеу; § Себепсіз сабаққа қатыспаған жағдайда құқықты анықтама көрсету; § Сабаққа қатыспай қалған жағдайда оқытушыны алдын ала ескерту § Жіберіп алған сабақтарды оқытушы анықтаған уақытта қайта тапсыру § Оқытушы мен студенттерге сыпайылық таныту § Оқу процесіне белсенді қатысу, әр сабаққа дайындалу § Сабақта кері байланысты ұстану § Уақытында келіп, міндетті болу § Аудиторияда темекі шекпеу, ішімдік ішпеу, балағат сөз айтпау § Аппаратурамен пайдалану кезінде техника қауіпсіздігін орындау, әдебиетті, көрнекі құралдарды орынды пайдалану
4.9.4.Пән бойынша тапсырмаларды орындау және тапсыру кестесі
4.9.5 Пәннің оқу-әдістемелік қамтамасыздандырылу картасы Негізгі әдебиет
Қосымша әдебиет
Электрондық оқулықтар мен құралдар
2.2 Дәріс сабақтарының тезистері
Дәріс 1 Тақырып 1 Кіріспе. Пәннің мақсаты мен міндеттері. Мамандарды дайындау жүйесіндегі курстың орны мен маңызы. Микроэлектроника мен Сұлбатехниканың қысқаша даму тарихы Курстың негізгі мақсаты мен міндеттері: - ЭВМ-нің сандық құрылғылары элементтерінің интегралды сұлбаларын жобалау, жасау әдістерімен, ЭВМ-нің жұмыс принципімен және әр түрлі сандық, аналогтық электронды құрылғылар құру; - сандық құрылғының базалы-логикалық элементтерінің Сұлбатехникасы; - комбинациялық және тізбекті типті сандық құрылғылардың құрылысы мен жұмыстарының принциптері; - жартылай өткізгіштік есте сақтау құрылғыларының жұмыс істеуін ұйымдастыру әдістері және оның ерекшеліктері; - программалаушы сипаттамалары бар логикалық құрылғылар; - операциялық күшейткіштер негізінде аналогтық сигналдарды түрлендіру тәсілдері; - аналогтық-сандық және сандық-аналогтық түрлендіргіштердің Сұлбатехникасы туралы студенттерге жүйелі білім беру. Бұл курс “Электрлік тізбектер теориясы” пәнін оқу барысында алынатын білімге негізделген. Курсты оқу нәтижесінде алған білім “Компьютерлік жүйелердің сәулеті” және басқа да мамандыққа сәйкес пәндер мен ЖОО кеңесі бекіткен пәндерді оқуда пайдалынылады. Пәнді оқып-үйрену нәтижесінде студенттер: - электрлік сұлбаларды құра білуі және әр түрлі логикалық элементтердің жұмыс істеу принциптерін түсіндіре білуі, сонымен қатар ЭЕМ-нің сандық құрылғылары мен тізбектерінің, сол сияқты оларды қолдануға қолайлы орындарын анықтай білуі керек; - логикалық элементтер және триггерлік сұлбалар негізіндегі тізбекті және комбинациялық типтес сандық құрылғылардың сұлбаларын құруды игеруі керек; - әр түрлі типті есте сақтау құрылғыларының сұлбаларын құрып, жұмыс істеу принциптерін түсіндіре білуі керек; - операциялық күшейткіштер негізіндегі аналогтық құрылғылардың, аналогтық-сандық және сандық-аналогтық түрлендіргіштердің сұлбаларын құрып, жұмыс істеу принциптерін түсіндіре білуі керек; Қазіргі есептеу техникасының дамуымен заманауи радиоэлектроникада тағы екі глобалды тенденция орын алды. Біріншіден, кез келген электронды аппараттың функциясы күрделенеді. Оны эксплуатациялау мақсатында оны оқып білмеген тұтынушының жұмысы оңайланады. Екіншіден, электроника адамзат өмірі аясына әсерін көбейтіп жатыр. Оны қажет емес салаларда да пайдалану байқалып отыр. Осы екі аспектті техниканың «интеллектуалдығын» күшейту деп айтуға болады. Бірінші микросхемасын INTEL фирмасы 1971 жылы шығарған, ол 108 кГц тактілік жиілікте жұмыс істеді, 2300 транзистордан тұрды, 200 доллар тұратын еді. INTEL Pentium-4 микросхемаcының соңғы модификациясы 87 кв.мм размерлі жартылай өткізгіштің ішінде 140 млн транзистордан тұрды. Информатика саласының ірі маманы, академик Е.П.Велихов бір мақаласында «Кімде-кім компьютер құрай білсе, ол әлемді бағындырады» деп өзінің ойын білдірген. Сандық техникалардың құралдары: дербес компьютерлер, өлшеудің микропроцессорлық жүйелері мен технологиялық процессорлардың автоматизациясы, цифрлық байланыс, теледидар, тұрмыстық техника және т.б. Микропроцессор құрамы әртүрлі қиын микросхемалардан тұратын біртұтас элементті базадан - қарапайым операциялардан бастап миллион логикалық элементтерден тұратын қиын бағдарламалық кристалдарды орындайтын логикалық элементтерден құрылады. Микропроцессор – бұл бір немесе бірнеше үлкен интегралды схемалар (ҮИС) (БИС) түрінде жүзеге асырылған функционалды процессор. Микропроцессорлы топтама – белгілі бір командалар топтамасы көмегімен жұмысты басқару мүмкіндігіне ие болатын ҮИС жиынтығы. Микропроцессорлы жүйе өзінің құрылымы бойынша дербес компьютерге ұқсас, бірақта, ішкі әлеммен беттесу құралдарының жиынтығы және жадысының көлемі шектеулі. Бір стандартты микропроцессорлық жүйенің бағдарламасын ауыстыра отырып, оны көптеген құрылғылар мен жүйелерде қолдануға болады: техникалық процестегі автоматты басқаруда, техникалық диагностикалар жүйелерінде және күзету жүйелерін қосу арқылы объектілердің жағдайын бақылауда. Бағдарламаланатын құрылымды ҮИС-тің негізгі ерекшелігі микросхема құрылымын өзгерте отырып, бағдарламалы түрде әртүрлі блоктарды қоса алуында. Қатаң және икемді логика
Электронды жүйе – бұл кез келген электрондық түйін, блок және кіріс сигналдарын өңдеп шығыс сигналдарын шығаратын құрылғы Қатаң логика Кіріс және шығыс сигналы ретінде мыналар қолданылады: аналогты сигналдар, бірлік цифрлық сигналдар, цифрлық кодтар, цифрлық кодтар тізбегі. Жүйе ішінде сигналдар сақталады, жинақталады және аналогты-цифрлық түрлендіргіш көмегімен кодтарға айналады, ал шығыс аналогтық сигналдар цифрлы-аналогтық түрлендіргіш көмегімен цифрлық кодтар тізбегінен құралады. Дәстүрлі цифрлық жүйелердің сипаттамалық ерекшеліктері - онда ақпаратты өңдеу мен сақтау алгоритмі жүйенің схемотехникасымен байланысты, яғни қойылған есепке белгілі электрондық схема жасалады және жүзеге асырылады. Есептің берілген шартын өзгерту оның схемотехникалық шешімін өзгертуді де талап етеді, яғни жүйенің жұмыс алгоритмін өзгерту оның құрылымын өзгерту жолымен қарастырылады. Ондай схемаларды қатаң логикалы схема деп атайды. Сондықтан қатаң логикалы жүйелер алдын-ала белгілі есептерді шығаруға бейімделген арнайы электронды жүйелерден тұрады. Қатаң логикалы жүйелердің жетістігі оның жоғары жылдамдығы, ондай жүйелердің аппараттық шығындары аз болады, ал алгоритм орындалу жылдамдығы жеке логикалық элементтер жылдамдығымен анықталады. Қатаң логикалы цифрлық жүйелердің кемшілігі есеп шартын өзгерткен жағдайда оны қайтадан жобалап шығару керек. Бұл кемшілікті икемді логикалы электронды жүйелер жоя алады, олар кезкелген есептерге адаптацияланады, бір алгоритмнен екінші алгоритмге электронды схеманы өзгертпей-ақ көше алады. Мұндай жүйелерде есеп шартын өзгерту жүйе жұмыс істеп тұрған бағдарламаны өзгертуге ғана әсер етеді. Мұндай жүйе бағдарланатын (немесе қайтабағдарланатын) деп аталады. Микропроцессорлық жүйелер икемді логикалық жүйелерге жатады. Әдетте, мұндай схемалар көп болса керек, себебі ол жеңіл де күрделі есептерді шығара алады. Ал күрделі есепті шығару үшін көптеген аппараттық жабдықтар талап етіледі. 1) Функционалдық интегралды микросұлбаның белгісі. Функционалдық белгісі бойынша интегралды микросұлбаның (операционды күшейткіштер, кернеу компараторлары, таймерлер, тұрақты кернеу стабилизаторы) анлогты сигналдарды өдейді және түрлендіреді. Мұндай сигналдарда ақпаратты тасушы амплитуда немесе импульс ұзақтығы, амплитуда, жиілік немесе синусоидалы кернеу фазасы, тұрақты кернеу деңгейі болып табылады. Цифрлық микросұлбалар цифрлы код түріндегі ақпараттарды өңдеу үшін арналған. Мұндай микросұлбалардың кез-келген кіріс немесе шығысында тек екі кернеу деңгейі: логикалық нөл және логкалық бірлік. Цифрлық аналогтық (ЦАТ) және анлогтық –цифрлық түрлендіргіштерге (АЦТ) арналған микросұлбаларды аналогтық қатарына жатқызады. 2) Дешифратордың түрлендіргіші. Сандақ электронды термометр функционалдық сұлбасында (температура диапазоны 20-дан 400оС дейн) құрылғының аналогтық бөлігіне тұрақты тоқ күшейткіші (ТТК) және 12-разрядты АЦТ жатқызады, сандық бөлігіне – екілік кодты екілік ондық кодқа түрлендіргішін (X/Y) және бұл кодты төрт сандық жетісегментті индикаторлы басқарушы кодқа түрлендіргіш DC дешифраторы (сур.1.1).
Сурет 1.1 Сандық микросұлбаларды комбинационды және сатылы деп бөлуге болады. Комбинационды сандық құрылғының шығыс сигналының мәні уақыттың кез-келген мәнінде кіріс сигналының сол уақыт мәнәмен анықталады. Оларға логикалық элементтер, сумматорлар, код компараторлары, дешифраторлар, мультиплексорлар, код түрлендіргіштері жатқызылады. Сатылы сандық құрылғыларда есте сақтау жадылар болады. Олардың ағымдағы тактідегі шығыс сигналдары, осы тактідегі немесе алдыңғылардығы кіріс сигналдарының мәнімен анықталады. Сандық құрылғының жұмыс тактісі деп сандық кодтаудың уақыт бойынша да және деңгей бойынша да дискретизацияланады деп есептелінетін, әр бір сигнал деңгейіне берілетін соңғы уақыт қимасы. Сатылы сандық құрылғының қатарына триггерлер, регистрлер, санауыштар, оперативті есте сақтау құрылғысы, микропроцессорлар және микроконтроллер жатқызылады. Сандық микросұлбаның белгіленуі, функционалдық белгісі бойынша мысалға, К555ЛА3 серия нөмірі (К555), топтама (Л-логикалық элемент) және түрі (А-элемент ЖӘНЕ-ЕМЕС). Серияның бірінші саны конструкторлық-технологиялық белгісін сипаттайды (1,5,6,7-жартылайөткізгішті; 2, 4, 8-гибридті; 3-қалғандары). Кең қолданылатын сандық микросұлбалар жартылай өткізгішті технология бойынша орындалады, яғни кремнийлі кристалдың көлемін және беттігін фотолитография әдісімен. 3) Сандық миқросұлбаның белгісі. Сандық микросұлбаларды өндіру үшін келесі логикалық базистар қолданылады:
Анықтамаларда сандық құрылғының әр бір сериясы үшін логикалық 0 және 1 деңгейлері, орташа ұстамдылық, қолданылатын қуаты,жүктемелік қабілеті келтіріледі. Экономикалық тиімді микро-сұлбалар қатарына КМОЖ технология бойынша жасалынғандар жатқызылады. Жылдамдығы бойынша бірінші орында ЭСЛ-микросұлбалар, одан кейін ТТТЛШ.
Дәріс 2-3 Тақырып2: Бинарлық логика. Логика түсінігі. Элементтер жүйесі мен қасиеті Барлық компютерлік қотындылардың негізіне жататын негізгі сандық техникада үш логикалық операция қызмет етеді. Кейде бұл операциялар және, немесе, таңдау жоқ «машиналық логиканың үш киті» деп аталады. Кез-келген логикалық мәнді жазуда әлеуметтік тіл қолданылады. Математикалық логика ұғымының негізін салушы неміс математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646 - 1716 ж.) болып табылады. Ол адамдармен арасындағы бәсекелестікті есептеу бірізділігінің көмегімен шешуге арналған әмбебап тілді құруға назар аударды. Лейбниц негізін қалауымен ирландия математигі Джордж Буль математикалық логиканың – жаңа негізін құрды, оның кәдімгі алгебрадан айырмашылығы сандармен емес ол белгілі пікірлермен амалдар жасаудың тапсырмасын жасады. Д.Булдің құрметіне логикалық ауыспалы Паскаль бағдарламалау тілін булевтік деп атады. Пікір – бұл қандайда болмасын шындық немесе жалған, немесе ол сәйкес келеме жоқпа соны беретін бекітуді айтуға болады. Осы тұрғыда пікірлер өз кезегінде іс жүзінде екі обьектілі және шын мәнінде пікірлер 1-ге тең, ал жалған болған жағдайда -0 теі болып табылады. Мысалы А=1бұл пікір А шын мәндік көрсеткіш. Пікірлер қарапайым және күрделі болуы мүмкін. Қарапайымдар алгебралық айнымалыларға сәйкес келеді, ал күрделілер алгебралық функциялардың аналогы қызметін атқарады. Функциялар логикалық әрекеттің көмегімен айнымалыларды біріктіру жолмен алынуы мүмкін. Ең қарамайым логикалық операция бұл ТАҢДАУ ЖОҚ басқаша айтқанда ол толықтыруды немесе инверсия және жоққа шығару NOT_X білдіреді. Жоқққа шығару нәтижесі әрқашанда аргумент мәніне қарама-қайшы келеді. ТАҢДАУ ЖОҚ логикалық операциясы НЕ является унарлық,яғни небәрі бір ғанаоперандқа ие болып табылады. Оның өзге ЖӘНЕ (AND) және НЕМЕСЕ (OR) бинарлық екі логикалық көлемнің үстінен әсер ететін нәтижені көрсетеді.
Логикалық ЖӘНЕ тағы көбінесе конъюнкциялық немесе логикалық көбейту, ал НЕМЕСЕ -дизъюнкциялық логикалық өосу болып табылады. ЖӘНЕ операциясы "шынайы" нәтижені көрсетеді мұндай жағдайда екі операндта шынайы. НЕМЕСЕ операциясы алынған мәнге қарағанда «анағұрлым ауыспалы». Ол "шынайылықты береді", егер «шынайылықтың»мәні ең жоқ дегенде бір операндқа ие болса. Егер екі аргументте бір мезгілде әділетті болса онда алынған нәтиже бұрынғсынша шынайы болып табылады.Типтердің әділеттілігі есте сақтау автоматты сандармен және комбинациялық құрылымдармен қамтамасыз етілген жағдайда
ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ, ТАҢДАУ ЖОҚ логикалық операцияның толық жүйесін құрайды. Оның негізінде көптеген күрделі логикалық пікірлер құруға болады. Есептеу техникасында көбінесе НЕМЕСЕ(XOR), операциясы қолданылады оның кәдімгі немеседен айырмашылығы Х=1 және Y=1 тең болған жағдайда. XOR Операциясы іс жүзінде екі екілік разриядтың сәйкес келуімен теңестіріледі. Логикалық операциялардың негізгі теориялық базасы әрқашанда ЖӘНЕ, НЕМЕСЕ,ТАҢДАУ ЖОҚ деп аталады практикада техникалық себептерге байланысты логикалық элементтің негізгі сапасы ретінде ЖӘНЕ ТАҢДАУ ЖОҚ қолданылады. ЖӘНЕ, ТАҢДАУ ЖОҚ элементтер базасына барлық элементтер жинақталады (ЖӘНЕ,НЕМЕСЕ,ТАҢДАУ ЖОҚ), немесе одан күделілері де енгізіледі. Екі ақпараттық ЭВМ-нің операциялық блогында , жалпы алғанда n шығысымен және m кірістері түрлері ретінде ұсынуға болады. Оның шығыстарына шығыстық екі сигналдар хi (i = 1,2, ...,п),түседі ал кірістермен кіріс сигналдары алынады yj(j = 1,2,...,m). Кез келген уақыттың сәтінде осы сигналдар жүйесі сәйкес кіріс сөздерін қалыптастырады X (х1, х2….xn) және кіріс сөздері Y (у1, у2,..., ym). ЭВМ-нің операциялық блогының мәліметтер жүйесін қалыптастыру қажет ол екі құрылымдық логикалық құрылғының көмегімен жүзеге асады.Олар комбинациялық схемалы және автоматы сандар есте сақтау құрылғысы. Комбинацияллық схемада (КС) кіріс сигналдар жүйесі (кіріссөздері Y) кез келген уақытта, сол сәтте түскен кезден бастап кіріс сигналдарын толығымен (кіріс сөздері X), арқылы анықтайды (суретс. 1.1).
Сурет.1.1 Комбинациялық кесте құрылымы Комбинациялық құрылымының нәтижелерін өңдеу негізі тек қана комбинациялық кіріс сигналдарына тәуелді және оның түсуіне сәйкес қалыптасады. Бұл тәуелділік кесте түрінде сәйкестендіріліп берілген, сондай-ақ логикалық функциялардың аналитикалық формаларын (Мысалы , ДСНФ немесе КСНФ). Комбинациялық құрылымдарды техникалық тұрғыда жүзеге асыру логикалық элементтерді қолданудың көмегімен кез- келген логикалық фунцияны екі айнымалыны қолданумен жүзеге асырылады.Мұндай элементтердің жиынтығы барлық логикалық құрылымдардың фукнцияларының жүзеге асуын қамтамасыз етуі керек. Комбинациялық құрылымдарды синтездеу негізіндн қолданылған элементердің біртектілігінің минимальды көрсеткішіне ұмтылу қажет.Сандық автоматтар есте сақтаумен кіріс сигналдарының жинағы Y (у1, у2,..., ym) сондай-ақ шығыс сигналдар жинағына тәуелді. X (х1, х2….xn) бірақ осы құрылымның ішкі жағдайы Q (q1,q2,..., qk) болып табылады. (1.2 сурет).
1.2 сурет. Сандық автоматтың есте сақтау құрылымы. Мұндай құрылым есте сақтаудың ішкі жағдайын белгілеп отырады. X, У Qекі айнымалы жинақтар шығыс және кіріс атына сәйкес әріптермен белгіленеді және автоматтың функциясын толықтау сәулелендіреді. Бұл әріптердің белгілінуімен өзгеруі анықталған тактілік бірізділікпен t = 0,1,2,.... өтіп отырады. Мұндай бірізділіктер кесте түрінде немесе өткізумен енгізудің функциясының аналитикалық формасында беріледі Qt+1+| = φ(Qt|,Хi) и Yi( = ψ (Qt, Xi), соған сәйкес автоматтың жағдайын анықтайды. Qt+1 кіріс сөздері Yt Qt, жағдайына тәуелді және кіріс сөздері Хt . Осыған орай автоматтың Q0.алғашқы жағдайы көрсетіледі. Кіріс сөздеріне арналған автомат Yt тактіде t тек қана Qt 1 автоматына тәуелді. Бұл Мур автоматы деп аталады. Бұл үшін кіріс функциясы Yt = ψ(Qt) түрінде көрінеді. ЭВМ құрылымында тораптарды құруда сандарды автоматты есте сақтаудың көмегімен сандарды есте сақтау элементтері автоматтары комбинациялық логиканың элементтер қатарында Мурдың екі жағдайда тұрақты қарапайым автоматтары қолданылады.Электрондық құрылымда мұндай қарапайым автоматтар триггер деп аталады. Компьютерлік техникалар құрылымында негізгі компоненттерді ұйымдастырудың негізгі принциптерінің ирерхиясы жатыр.Әрбір деңгейді ұйымдастыруда сәйкес анықталған екі ақпататтық операциялар тән болады. ЭВМ төменгі деңгейдегі элементі ақпараттарды жасаудың ең қарапайым қызметін атқарады. Олар қарапайым бір зарядты екі айнымалы логикалық операцияларды жасайды және осы сигналдарды пайда болуы, қалыптасуы және сақталуын қамтамасыз етеді.. ЭЕМ тораптары көпзарядты машина сөздерін беретін, біруақытты сигналдарды өңдеуді атқарады. Олардың қатарына мыналар жатады: мысалы, регистрлер, есептеуіштер, дишифраторлар, есептегіштер және т.б. жатады. ЭЕМ құрылғысы (есте сақтайтын, басқаратын, өңдейтін, енгізу-шығару және т.б.) берілген бағдарламалардың қажеттілікке сәйкес бірізділікті машиналық операцияларда орындалуын қамтамасыз етеді. Барлық жаңа есептеуіш машиналар интегралды микросхемалар негізінде құрылады. Қазіргі кездегі есептеу машиналары іс жүзінде интегральды микросхема (ИС) негізінде қолданылады. Кез келген ИС кеңістіктегі қ |
