Базовые логические элементы

Цели урока:

• Образовательные:
  • сформировать у обучающихся представление о логических схемах, логических элементах;
  • освоить  и закрепить принципы синтеза схем и синтеза логических функции;
  • продолжить изучение законов булевой алгебры и логических схем.
• Развивающие:
  • формировать развитие системно – комбинаторного мышления;
  • формировать развитие навыков самостоятельного анализа на основе полученных результатов;
  • уметь получать и обрабатывать информацию;
  • уметь использовать полученные знания на практике;
  • развивать настойчивость, терпение.
• Воспитательные:
  • воспитывать профессиональный интерес;
  • продолжить формирование интереса к приобретению новых знаний, общей и информационной культуры, трудолюбия, усидчивости, терпения, бережного отношения к вычислительной технике.
  • продолжить формирование профессиональных и личностных качеств будущего специалиста.

Вид урока:   комбинированный

Тип занятия:  урок сообщения  новых знаний

Межпредметные связи: математика, алгебра  логики, компьютерные дисциплины,  электроника, электротехника.

Оснащение урока: карточки с заданиями, кроссворд, карточки с законами Булевой алгебры.

Технические средства: компьютер, экран, процессор презентации PowerPoint.

Требования к знаниям и умениям

• Обучающиеся должны знать:
  • базовые логические элементы;
  • правила составления логических схем;
  • принципы синтеза схем и логических функции.
• Обучающиеся должны уметь:
  • определять базовые логические элементы;
  • составлять логические схемы;
  • производить синтез логических схем и  логических функции.

Методы организации учебной деятельности:

• фронтальная;
• индивидуальная;
• групповая.

ХОД  УРОКА

1. Организационный момент. Актуализация

– На прошлом уроке мы изучили законы Булевой алгебры. Научились работать с логическими операциями и функциями.
Логические переменные – это переменные, которые могут принимать только 2 значения: истина или ложь (1, 0).
Тема сегодняшнего урока «Базовые логические элементы»
Целью нашего сегодняшнего урока является:
– ознакомление понятиями логические элементы и схемы.
– научимся и освоим принципы синтеза схем и функции
– продолжим изучение и применение законов алгебры логики
Знания и умения, полученные на сегодняшнем уроке, вам понадобятся при изучении таких дисциплин как «Электроника», «Электротехника», «Математика» и т.д.

2. Повторение пройденного материала

1) Фронтальный опрос

Вопросы:

• Логика, как предмет. Основные объекты алгебры логики
• Основоположник логики
• Принципы алгебры логики
• Доказательство истинности логических функции

2) Решение задачи. Приложение 1. (Презентация, слайды 2-5)

• Задача. По заданной функции определить вид функции (тождественно истинная, ложная или выполнимая)

3) Решение кроссворда. Приложение 2.

3. Изучение новой темы (Слайды 7-21)

– При всей сложности устройства электронных блоков современных ЭВМ,  выполняемые ими действия осуществляются с помощью комбинаций относительно небольшого числа типовых логических блоков.
Основные из них таковы:

• Регистры
• Комбинационные преобразователи узлов (шифраторы, дешифраторы, мультиплексоры и т.д.)
• Счетчики
• Арифметическо-логические узлы (сумматоры)

Из этих блоков строятся интегральные микросхемы очень высокого уровня интеграции: микропроцессоры, модули ОЗУ, контроллеры внешних устройств и др.
Сами указанные блоки собираются из основных логических элементов.
Цифровые устройства обеспечивают преобразование совокупности цифровых входных сигналов Х в выходные сигналы У.
Элементной базой, используемой при построений комбинационных цифровых устройств, являются интегральные логические схемы.
Двоичные переменные, входящие в логические уравнения, можно представить двумя различными электрическими сигналами (0 или 1). Путем преобразований этих сигналов получают другие, тоже двоичные, сигналы, которые соответствуют результатам определенных логических операций. Имея запись булевой функции У = f(Х₁, Х₂ ... Х_n), можно составить развернутую электрическую схему, которая будет преобразовывать логические сигналы Х₁, Х₂ ... Х_n согласно указанной функции.
Устройства, выполняющие в аппаратуре логические операции, называют логическими элементами.
Логические элементы  различаются между собой характером реализуемой функции, числом входов (по числу одновременно действующих переменных), числом выходов и другими признаками.
Работа их оценивается только с точки зрения логики, без учета практического воплощения (технической базы, способа питания, и т.д.)
Выходы логических элементов в зависимости от уровня сигнала, при котором воспринимается или вырабатывается определенное значение двоичной переменной, подразделяются на прямые и инверсные. Выходной сигнал называется прямым, если значение выходного сигнала соответствует значению входного сигнала.  Выходной сигнал называется инверсным, если входной сигнал равен 1, а значение выходного сигнала равно 0, т.е. меняется на противоположное  значение.
На принципиальных схемах логические элементы согласно ГОСТ «Обозначения условные графические в схемах. Элементы цифровой техники» изображают прямоугольником, в верхней части которого указывают символ функции. Входы и выходы показывают слева и справа соответственно.

1. Базовые логические элементы. Характеристики логических элементов (слайды 22-28)

2. Элементы  НЕ, И, ИЛИ, И – НЕ, ИЛИ – НЕ

3. Составление логических схем и синтез схем (слайды 29-39)

4. Практическое задание Приложение 3. (слайды 30-33)

– По заданной схеме составить таблицу истинности схемы
– Составить схему и таблицу истинности по данной функции

5. Закрепление изученного материала Приложение 4. (слайды 41-42)

Практическая работа по карточкам

6. Подведение итогов

– Фронтальный опрос
– Выставление оценок

7. Домашнее задание: Приложение 5. (слайд 43)

1) Изучить пройденный материал
2) Составить схему и таблицу истинности по данным функциям

Список использованных источников:

1. Бройдо В. Л., Ильина О. П.Архитектура ЭВМ и систем. Издательство: СПб. Питер, 2009. – 720
2. Жмакин А. П.  Архитектура ЭВМ.: БХВ – Петербург. Формат PDF 2008 – 320 с.:ил.
3. http://www.umcpo.ru/  сайт учебно-методического центра профессионального образования
4. http://www.open-edu.ru/   Всероссийский портал открытого образования
5. http://www.informika.ru/text/index.htm   Информатика – Государственный научно-исследовательский институт информационных технологий и телекоммуникаций
6. http://window.edu.ru/window  Единое окно доступа к образовательным ресурсам. Каталог учебных продуктов.
7. http://www.metod-kopilka.ru/page-4-3-2.html