4742
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Д. И. Кислицын
АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ
Учебно-методическое пособие
по выполнению лабораторных работ для обучающихся по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем»
по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Д. И. Кислицын
АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ
Учебно-методическое пособие
по выполнению лабораторных работ для обучающихся по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем»
по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
УДК
Кислицын Д. И./ Архитектура ЭВМ и систем [Электронный ресурс]: учеб. – метод. пос./ Д. И. Кислицын; Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. - ___ с. 1 электрон. опт. диск (CD-R)
Приводятся цели, задания и порядок выполнения лабораторных работ, а также контрольные вопросы в конце каждой лабораторной работы.
Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Архитектура ЭВМ и систем» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля.
Д. И. КислицынННГАСУ. 2016.
Лабораторная работа № 1 «Двоичные, восьмеричные и шестнадцатеричные системы счисления»
Цель работы: изучение принципов выполнения основных арифметических действий с числами в различных системах счисления, а также перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Задание 1. Перевод числа из десятичной системы счисления в двоичную и обратно.
1.1.Выполните перевод произвольного числа из десятичной системы счисления в двоичную путём деления на 2.
1.2.Выполните перевод взятого в п.1.1. числа из десятичной системы счисления в двоичную используя удваивающуюся числовую последовательность: 1, 2, 4, 8, 16, 32, ….
1.3. Выполните перевод полученного в п.1.1. числа из двоичной системы счисления в десятичную посредством записи в развернутой форме вида
−1 −1 + −2 −2 + + 0 0 + −1 −1 + −2 −2 + + − − = ,
где a – цифры исходного числа, n – число разрядов целой части числа, m - число разрядов дробной части числа, А – результирующее число, q – основание целевой системы счисления.
1.4.Выполните перевод полученного в п.1.1. числа из двоичной системы счисления в десятичную посредством наложения на удваивающуюся числовую последовательность: 1, 2, 4, 8, 16, 32, ….
1.5.Сравните результаты, полученные в п.п. 1.1 - 1.4. Определите, какие способы для вас удобнее.
Задание 2. Выполните перевод произвольного числа из десятичной системы счисления в восьмеричную путём деления на 8.
Задание 3. Выполните перевод произвольного числа из десятичной системы счисления в шестнадцатеричную путём деления на 16.
Задание 4. Выполните перевод произвольного числа из десятичной системы счисления в произвольную систему счисления.
Задание 5. Выполните перевод произвольного числа из двоичной системы счисления в восьмеричную учитывая, что один разряд в восьмеричной системе соответствует трём разрядам в двоичной системе.
Задание 6. Выполните перевод произвольного числа из восьмеричной системы счисления в двоичную.
Задание 7. Выполните перевод произвольного числа из двоичной системы счисления в шестнадцатеричную учитывая, что один разряд в шестнадцатеричной системе соответствует четырём разрядам в двоичной системе.
Задание 8. Выполните перевод произвольного числа из шестнадцатеричной системы счисления в двоичную.
Задание 9. На основе выполненных заданий 1 – 8, выполните перевод произвольного числа из одной произвольной системы счисления в другую произвольную систему счисления.
Задание 10. Выполните сложение двух произвольных чисел в двоичной системе счисления.
Задание 11. Выполните сложение двух произвольных чисел в восьмеричной системе счисления.
Задание 12. Выполните сложение двух произвольных чисел в шестнадцатеричной системе счисления.
Задание 13. Выполните сложение двух произвольных чисел, находящихся в разных системах счисления.
Задание 14. Выполните вычитание двух произвольных чисел (из большего меньшее), находящихся в разных системах счисления.
Контрольные вопросы
1.Что такое число?
2.Что такое цифра?
3.Что такое система счисления?
4.Какие системы счисления называются позиционными?
5.Какие позиционные и непозиционные системы счисления вы знаете?
6.Что такое основание (базис) позиционной системы счисления?
Лабораторная работа № 2 «Устройство и принципы работы резисторов, конденсаторов и диодов»
Цель работы: изучение устройства, принципов работы и видов резисторов, конденсаторов и диодов, расчёта электрических цепей с последовательнопараллельным соединением резисторов и конденсаторов, а также работы с мультиметром.
Задание 1. Определите номинал (сопротивление и мощность) и тип предложенных резисторов (с использованием мультиметра и без него).
Задание 2. Определите номинал (емкость, максимальное напряжение) и тип предложенных конденсаторов (с использованием мультиметра и без него).
Задание 3. Используя мультиметр, определите исправность предложенных диодов и расположение анода и катода.
Задание 4. Используя мультиметр, определите исправность предложенного диодного моста и его схему подключения.
Задание 5. Рассчитайте сопротивление на участке AB электрической цепи
|
|
5 |
|
10 |
|
15 |
|
|
A |
|
|
|
B |
||||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
15 15
Задание 6. Рассчитайте ёмкость на участке AB электрической цепи
Контрольные вопросы
1.Опишите назначение конденсатора, его виды обозначение на электрической принципиальной схеме, устройство и основные характеристики.
2.Опишите назначение резистора, его виды обозначение на электрической принципиальной схеме, устройство и основные характеристики.
3.Опишите назначение диода, его виды обозначение на электрической принципиальной схеме, устройство и основные характеристики.
4.Опишите назначение диодного моста.
5.Напишите формулу для расчёта сопротивления на участке электрической цепи при последовательном соединении резисторов.
6.Напишите формулу для расчёта сопротивления на участке электрической цепи при параллельном соединении резисторов.
7.Напишите формулу для расчёта ёмкости на участке электрической цепи при последовательном соединении конденсаторов.
8.Напишите формулу для расчёта ёмкости на участке электрической цепи при параллельном соединении конденсаторов.
Лабораторная работа № 3 «Логические элементы»
Цель работы: изучение работы логических элементов, построение таблицы истинности на основе логической схемы и построение логической схемы на основе таблицы истинности.
Задание 1. Составьте таблицу истинности для следующего логического элемента:
1.1. |
1.2. |
1.3. |
1.4. 1.5.
Задание 2. Составьте таблицу истинности для следующих логических схем.
2.1.
2.2.
2.3. |
2.4. |
2.5.
Задание 3. Составьте логическую схему по таблице истинности:
3.1. |
|
X1 |
X2 |
X3 |
Y |
||||
|
|
||||||||
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
1 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
3.2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X1 |
|
X2 |
|
X3 |
|
Y |
|
|
|
|
1 |
|
0 |
|
1 |
|
0 |
|
|
|
1 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
1 |
|
1 |
|
3.3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X1 |
X2 |
X3 |
Y |
|||||
|
|
||||||||
|
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
1 |
|
0 |
|
0 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
|
|
|
0 |
|
0 |
|
1 |
|
0 |
|
|
|
0 |
|
1 |
|
0 |
|
0 |
|
3.4. |
|
|
|
|
|
X1 |
X2 |
X3 |
Y |
||
|
|||||
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
1 |
3.5. |
|
|
|
|
|
|
X1 |
X2 |
X3 |
Y1 |
Y2 |
||
|
||||||
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Контрольные вопросы
1.Нарисуйте принципиальную электрическую схему на основе транзистора и резисторов эквивалентную логическому инвертору.
2.Нарисуйте принципиальную электрическую схему эквивалентную логическому элементу И.
3.Нарисуйте принципиальную электрическую схему эквивалентную логическому элементу ИЛИ.
4.Опишите принцип построения логической схемы по таблице истинности с помощью совершенной дизъюнктивной нормальной формы (СДНФ).
5.Опишите принцип построения логической схемы по таблице истинности с помощью совершенной конъюнктивной нормальной формы (СКНФ).