БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
УТВЕРЖДАЮ
Первый проректор БНТУ,
заместитель председателя приемной комиссии
________________ Ф.И. Пантелеенко
____________________
Программа вступительного испытания
по учебному предмету
«Организация и функционирование ЭВМ»
для абитуриентов, поступающих на сокращенный срок обучения в БНТУ,
по образовательной программе высшего образования, интегрированной с
образовательными программами среднего специального образования
Специальности
1-40 01 01 «Программное обеспечение информационных технологий»
1-40 05 01 «Информационные системы и технологии»
Составил
А.К. Дадыкин кандидат технических нак, доцент
2015 г.
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Программа «Организация и функционирование ЭВМ», предназначена
для подготовки к вступительным испытаниям среди абитуриентов,
поступающих на сокращенный срок обученияпо специальности 1-40 05 01
«Информационные системы и технологии».
Программа составлена на базе типовой учебной программы
дисциплины «Организация и функционирование ЭВМ» для учреждений,
обеспечивающих получение среднего специального образования, которая
утверждена Министерством образования Республики Беларусь 04.12.2007 г.
Программа ставит своей целью проверку знаний по дисциплине:
– в области арифметических и логических основ работы ЭВМ;
– принципов построения и функционирования устройств цифровой
схемотехники.
СОДЕРЖАНИЕ ПРОГРАММЫ
1.
Математические основы цифровой схемотехники
Тема 1.1. Представление информации в ЭВМ
1.
Кодирование текстовой информации в ЭВМ в форматах
ASCII, Unicode, ISO 10646.
2.
Структура и назначение таблиц кодировок символов.
Компьютерная графика. Растровый и векторный способы
кодирования графической информации.
3.
Базовые понятия: пиксель, растр, разрешающая способность
экрана, битовая глубина, видеоинформация, видеопамять,
графический файл.
4.
Типы графических файлов. Основные способы сжатия
графической информации.
5.
Представление звука в ЭВМ.
6.
Алфавит и его мощность.
7.
Виды систем счисления. Основание позиционной системы
счисления. Развернутая форма записи числа, выраженного в
позиционной системе счисления.
8.
Циклические коды. Код Грэя.
9.
Код “с остатком 3”. Код “4221”.
10. Естественная форма представления чисел.
11. Представление чисел в формате с фиксированной точкой.
12. Представление целых знаковых и беззнаковых чисел в
машинных кодах.
13. Прямой, обратный и дополнительный коды числа.
14. Нормальная форма представления чисел. Нормализованное
число. Мантисса. Характеристика. Скрытая единица.
15.
Представление чисел в формате с плавающей точкой.
Диапазоны представления чисел в форматах:
float (single);
double;
long double.
Тема 1.2. Коды с выявлением ошибок
1.
Коды с выявлением ошибок. Допустимые кодовые наборы.
2.
Проверка на четность. Контрольный разряд четности.
3.
Геометрическая интерпретация корректирующих кодов.
4.
Пространство Хемминга. Минимальное кодовое расстояние.
5.
Построение n-разрядного кода с выявлением ошибок
(использование геометрической модели).
Тема 1.3. Коды с исправлением ошибок
1.
Коды с исправлением ошибок. Общее число комбинаций.
Запрещенные комбинации.
2.
Основные принципы построения кодов Хемминга с
исправлением ошибок.
3.
Корректирующая способность кода. Определения положения
ошибки в коде.
2. Алгебра логики и теоретические основы синтеза
цифровых автоматов.
Тема 2.1. Элементы математической логики
1.
Алгебра. Булева алгебра. Аксиомы булевой алгебры.
2.
Модели булевой алгебры (алгебра логики, алгебра множеств,
алгебра контактных схем). Изоморфизм. Изоморфные алгебры.
3.
Основные понятия алгебры логики: высказывание (суждение),
логические константы и переменные, операции и функции.
4.
Определение, условное обозначение и таблицы истинности
логических операций “отрицание”, “конъюнкция”, “дизъюнкция”,
“импликация”, “эквивалентность”. Примеры использования.
Приоритеты логических операций.
5.
Функции алгебры логики.
Тема 2.2. Формы логических функций и их использование для
синтеза логических схем
1.
Способы описания функций алгебры логики: словесное
описание, в виде таблиц истинности, в виде алгебраического
выражения, в виде последовательности десятичных чисел.
2.
Булева алгебра. Элементарная конъюнкция, дизъюнкция. Ранг
логической функции. Минтерм. Макстерм.
3.
Канонические формы логической функции: конъюнктивная
нормальная форма (КНФ), дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ),
совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ),
совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ).
4.
Кубические комплексы, n-мерный куб. Нулевой куб (0-куб).
Единичный куб (1-куб). Ранг куба.
Тема 2.3. Логические элементы и схемы .Классификация
логических устройств.
1.
Булевы функции от одной и двух переменных. Условное графическое
обозначение.
2.
Функционально полные системы (И, НЕ), (ИЛИ, НЕ), (ИЛИ,И,НЕ),
(ИЛИ-НЕ), (И-НЕ). Условное графическое обозначение.
3.
Булева алгебра . Логический базис. Полный базис. Минимальный
базис.
4.
Назначение и свойства цифровых автоматов. Комбинационные схемы
или автоматы без памяти.
5.
Последовательные схемы или автоматы с памятью. Полный автомат.
6.
Автомат Мили. Автомат Мура.
3.
Синтез комбинационных схем
Тема 3.1. Этапы построения логической схемы
1.
Алгоритм синтеза комбинационной схемы по заданной таблице
значений.
2.
Обоснование выбора базиса для синтеза комбинационной схемы.
Тема 3.2. Мультиплексоры и демультиплексоры
1.
Назначение мультиплексоров и демультиплексоров. Условное
графическое обозначение.
2.
Схемы реализации мультиплексоров и демультиплексоров. Условное
графическое обозначение.
Тема 3.3. Дешифраторы и шифраторы
1.
Назначение шифраторов и дешифраторов. Условное графическое
обозначение.
2.
Виды шифраторов и дешифраторов . Схемы реализации этих узлов.
Условное графическое обозначение.
Тема 3.4. Компараторы, сумматоры
1.
Назначение и устройство компаратора. Схема реализации. Условное
графическое обозначение.
2.
Назначение одноразрядного сумматора и полусумматора. Условное
графическое обозначение.
3.
Последовательные и параллельные сумматоры. Принципы их
функционирования. Условное графическое обозначение.
4.
Триггерные элементы цифровых устройств
Тема 4.1. Классификация триггеров и их общие характеристики.
Асинхронный RS-триггер и его разновидности.
1.
Запоминающие элементы-триггеры. Классификация, общие
характеристики. Условное графическое обозначение.
2.
Асинхронный RS-триггер. Таблица состояний. Назначение
триггеров.Условное графическое обозначение.
3.
Граф асинхронного RS-триггера.
4.
Карты Карно для RS-триггера.
5.
Реализация схемы RS-триггера (базис И- НЕ, базис ИЛИ- НЕ ).
Условное графическое обозначение.
6.
Назначение триггеров. Условное графическое обозначение.
7.
Примеры реализации триггеров.
Тема 4.2. Асинхронные триггеры с одним входом.
1.
Асинхронный D-триггер. Таблица состояний. Условное графическое
обозначение.
2.
Граф асинхронного D-триггера.
3.
Карты Карно для D-триггера.
4.
Реализация схемы D-триггера (базис ИЛИ-НЕ). Условное графическое
обозначение.
5.
Асинхронный Т-триггер. Условное графическое обозначение. Граф
асинхронного Т-триггера.
6.
Карты Карно для Т-триггера (базис ИЛИ-НЕ). Условное графическое
обозначение.
Тема 4.3. Синхронные триггеры.
1.
Синхронные триггеры. Одно- и двухступенчатый синхронный RSтриггер. Таблица состояний.
2.
Карты Карно тактируемого RS-триггера. УГО. Условное графическое
обозначение.
3.
Синхронный D-триггер, условные графические обозначения.
4.
Синхронные триггеры, построенные по принципу двухступенчатого
запоминания информации: JK-, T-триггеры. Таблицы состояний,
условные графические обозначения.
5.
Универсальные триггеры. Условные графические обозначения.
5. Синтез цифровых автоматов.
Тема 5.1. Регистры. Регистры сдвига.
1.
Виды регистров. Устройство, назначение и функционирование
регистров. Схемы построения. Условное графическое обозначение.
2.
Примеры реализации регистров.
3.
Схемы параллельного и последовательного способов передачи
информации в регистрах.
4.
Схема функционирования регистров сдвига.
Тема 5.2. Счетчики.
1.
Виды счетчиков и их назначение.
2.
Синхронный счетчик по mod M.
3.
Счетчики с переменным коэффициентом пересчета. Реверсивные
счетчики.
4.
Процесс синтеза схемы функционирования счетчика по mod M.
6. Современное состояние и перспективы развития элементной
базы и средств вычислительной техники.
Современное состояние и перспективы развития элементной базы и
средств вычислительной техники.
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Бойко, В.И. Схемотехника электронных схем. Цифровые устройства.
СПб., 2004.
2. Бройдо, В.Л. Архитектура ЭВМ и систем: учебних для вузов/В.Л. Бройдо,
О.П. Ильина. СПб., 2006.
3. Залогова, Л. Задачник-практикум: в 2 т./под ред. И. Семакина, Е.Хеннера.
М., 1999.
4. Калищ, Г.Г. Основы вычислительной техники. М., 2000.
5. Лыскова, В.Ю. Логика в информатике: метод. пособие / В.Ю. Лыскова,
Е.А. Ракитина. М., 2004.
6. Нортон, П. Персональный компьютер. Аппаратно-программная
реализация. СПб., 1999.
7. Семененко, В.А. Информатика и вычислительная техника: учеб. пособие /
В.А. Семененко, Э.К. Скуратович. М., 2003.
8. Степанов, А.Н. Архитектура вычислительных систем и компьютерных
сетей: учеб. пособие. СПб., 2007.
Критерии оценки вступительного испытания
Отметка в баллах
0 (ноль)
1 (один)
2 (два)
Показатели оценки
Отказ от ответа. Нет ответа; неполное (до 30%)
изложение
материала
с
многочисленными
существенными ошибками (есть ответ, но не по
существу вопроса, т.е. ответ по другому вопросу
программы предмета).
Частичный (или поверхностный) ответ по существу
вопроса, без существенных ошибок; отсутствуют
необходимые формулы, графики, рисунки и их
пояснения. Осознанное воспроизведение большей
части программного учебного материала, наличие
несущественных ошибок.
Полный ответ по существу вопроса, с необходимыми
формулами, графиками, рисунками и их пояснениями,
но без существенных ошибок.
Полное системное знание и изложение учебного
материала, описание, как основ, так и деталей
рассматриваемой темы, отсутствие ошибок по
существу вопроса.
Экзаменационный билет содержит 5 вопросов.
Каждый вопрос оценивается в баллах в соответствии с представленными
критериями.
После оценивания каждого экзаменационного вопроса производится
суммирование оценок и выставление итоговой оценки по экзаменационному
билету.
Ответственный секретарь
приемной комиссии