Схемотехніка інформаційних систем
Спеціальність: Інформаційно-комунікаційні системи
Код дисципліни: 6.126.01.O.017
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Телекомунікації
Лектор: к.т.н., доцент Бурачок Роман Адамович
Семестр: 3 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
інтегральна компетентність: Здатність розв’язувати складні спеціалізовані задачі та практичні проблеми в області інформаційних систем та технологій, або в процесі навчання, що характеризуються комплексністю та невизначеністю умов, які потребують застосування теорій та методів інформаційних технологій.
загальні компетентності:
КЗ1. Здатність до абстрактного мислення, аналізу та синтезу.
КЗ2. Здатність застосовувати знання у практичних ситуаціях.
КЗ3. Здатність до розуміння предметної області та професійної діяльності.
КЗ5. Здатність вчитися і оволодівати сучасними знаннями.
КЗ6. Здатність до пошуку, оброблення та узагальнення інформації з різних джерел.
КЗ7. Здатність розробляти та управляти проектами.
КЗ8. Здатність оцінювати та забезпечувати якість виконуваних робіт.
КЗ9. Здатність реалізувати свої права і обов'язки як члена суспільства, усвідомлювати цінності громадянського (вільного демократичного) суспільства та необхідність його сталого розвитку, верховенства права, прав і свобод людини і громадянина в Україні.
КЗ10. Здатність зберігати та примножувати моральні, культурні, наукові цінності і досягнення суспільства на основі розуміння історії та закономірностей розвитку предметної області, її місця у загальній системі знань про природу та суспільство та у розвитку суспільства, техніки і технологій, використовувати різні види та форми рухової активності для активного відпочинку та ведення здорового способу життя.
фахові компетентності:
КС1. Здатність аналізувати об'єкт проектування або функціонування та його предметну область.
КС2. Здатність застосовувати стандарти в області інформаційних систем та технологій при розробці функціональних профілів, побудові та інтеграції систем, продуктів, сервісів і елементів інфраструктури організації.?
КС3. Здатність до проектування, розробки, налагодження та вдосконалення системного, комунікаційного та програмно- апаратного забезпечення інформаційних систем та технологій, Інтернету речей (ІоТ), комп’ютерно- інтегрованих систем та системної мережної структури, управління ними.
КС4. Здатність проектувати, розробляти та використовувати засоби реалізації інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій (методичні, інформаційні, алгоритмічні, технічні, програмні та інші).
КС5. Здатність оцінювати та враховувати економічні, соціальні, технологічні та екологічні фактори на всіх станах життєвого циклу інфокомунікаційних систем.
КС6. Здатність використовувати сучасні інформаційні системи та технології (виробничі, підтримки прийняття рішень, інтелектуального аналізу даних та інші), методики й техніки кібербезпеки під час виконання функціональних завдань та обов'язків.
КС10. Здатність вибору. проектування. розгортання, інтегрування. управління. адміністрування та супроводжування інформаційних систем, технологій та інфокомунікацій, сервісів та інфраструктури організації.
КС11. Здатність до аналізу, синтезу і оптимізації інформаційних систем та технологій з використанням математичних моделей і методів.
КС12. Здатність управляти та користуватися сучасними інформаційно-комунікаційними системами та технологіями (у тому числі такими, що базуються на використанні Інтернет).
КС14. Здатність формувати нові конкурентоспроможні ідеї й реалізовувати їх у проектах (стартапах).
Результати навчання: - Проводити системний аналіз об’єктів проектування та обґрунтовувати вибір структури, алгоритмів та способів передачі інформації в інформаційних системах та технологіях.
- Аргументувати вибір програмних та технічних засобів для створення інформаційних систем та технологій на основі аналізу їх властивостей, призначення і технічних характеристик з урахуванням вимог до системи і експлуатаційних умов; мати навички налагодження та тестування програмних і технічних засобів інформаційних систем та технологій.
- Уміння спілкуватись, включаючи усну та письмову комунікацію українською та іноземною (англійською) мовами.
- Здатність до використання різноманітних методів сучасних інформаційних технологій для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
- Здатність адаптуватись до нових ситуацій та приймати відповідні рішення.
- Здатність усвідомлювати необхідність навчання з метою поглиблення набутих та здобуття нових фахових знань.
- Здатність відповідально ставитись до виконуваної роботи, самостійно приймати рішення, досягати поставленої мети з дотриманням вимог професійної етики.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
1. Дискретна математика
2. Електроніка інформаційних систем
Супутні і наступні навчальні дисципліни:
1. Вбудовані системи
2. Архітектура комп’ютерів
Короткий зміст навчальної програми: Дисципліна “Схемотехніка інформаційних систем” належить до числа базових дисциплін при підготовці фахівців у галузі інформаційно-комунікаційних технологій. В дисципліні викладаються математичні основи алгебри логіки, схемотехніку цифрових пристроїв, основні методи синтезу комбінаційних, послідовнісних та імпульсних пристроїв, принципи побудови формувачів, генераторів, перетворювачів цифрових сигналів, принципи побудови запам'ятовуючих пристроїв та аналогово-цифрових перетворювачів (АЦП), основні поняття програмованих логічних інтегральних схем та мікропроцесорів.
Отримані знання студенти повинні вміти застосувати при синтезі цифрових пристроїв різного функціонального призначення, створенні цифрових пристроїв та побудові цифрових автоматів для використання в сучасних інформаційно-комунікаційних системах.
Опис: - Роль та місце цифрової техніки у сучасних системах зв'язку. Елементи математичного апарату цифрової техніки. Двійкова арифметика. Функції алгебри логіки. Функціонально повні системи. Властивості логічних функцій.
- Методи мінімізації логічних виразів. Поняття мінтермів та макстермів. Мінімізація логічних функцій за картами Карно.
- Схемотехніка цифрових елементів. Класифікація цифрових елементів. Характеристики та статичні параметри інтегральних схем логічних елементів. Статистична характеристика мікросхем логічних елементів. Завадостійкість. Навантажувальна здатність. Коефіцієнт розгалуження. Базові схеми логічних елементів. Контактні, безконтактні логічні елементи.
- Синтез комбінаційних пристроїв (КЦП). Приклади методик синтезу КЦП за таблицею істинності. Принцип каскадування у цифрових пристроях. Типові комбінаційні пристрої. Шифратор унітарного коду у еквівалентний п-розрядний двійковий код. Математична модель шифратора. Дешифратор двійкового коду. Математична модель. Приклади синтезу дешифраторів перетворення одного типу кодів у інші.
- Комбінаційні суматори. Визначення та математична модель. Суматор з послідовним переносом. Формування значення переносу у послідовному суматорі. Методи формування переносу у паралельних суматорах. Цифрові компаратори. Побудова компараторів на базі суматорів.
- Мультиплексори та демультиплексори. Побудова комбінаційних схем на мультиплексорах.
- Синтез комбінаційних пристроїв на програмованих логічних матрицях (ПЛМ). Приклади заповнення таблиць для програмування ПЛМ.
- Послідовнісні пристрої. Математична модель цифрового автомату. Модель автомату 1-го роду, модель автомата 2-го роду. Автомати Мура і Мілі. Тригери. Графічні позначення тригерів. Класифікація тригерів. Асинхронний RS-тригер. Побудова різних типів тригерів. Універсальний JK-тригер, Т-тригер та D-тригер.
- Приклади послідовнісних пристроїв. Регістри типу РІРО, SISO. Структурні схеми послідовних та паралельних регістрів.
- Лічильники. Класифікація лічильників. Лічильники з послідовним переносом. Лічильники з паралельним переносом. Порівняльна характеристика лічильників різних типів. Побудова схем формування імпульсів заданої тривалості за допомогою лічильників з попереднім встановленням.
- Імпульсні схеми на цифрових елементах.
- Формувачі. Генератори прямокутних імпульсів. Мультивібратори.
- Аналогово-цифрові (АЦП) та цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП). Класифікація та основні параметри. Принципи перетворення.
- ЦАП на основі матриці резисторів R-2R.
- Інтегральні запам'ятовуючі пристрої. Класифікація запам'ятовуючих пристроїв. Структурні схеми накопичувачів з одно-, двокоординатною вибіркою.
- Інтегральні схеми оперативних запам'ятовуючих пристроїв (ОЗП). Статичні та динамічні ОЗП.
- Інтегральні схеми постійних запам'ятовуючих пристроїв (ПЗП). Основні параметри та архітектура.
Методи та критерії оцінювання: Тестування за пройденими темами (у віртуальному навчальному середовищі).
Захист лабораторних робіт у вигляді опитування за оформленими звітами.
Екзаменаційний контроль (письмова компонента – тести і індивідуальна задача, усна компонента – опитування за переліком питань, які підлягають вивченню і виносяться на семестровий контроль.
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль: виконання та захист лабораторних робіт - 30 балів, виконання та захист РГР – 10 балів
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: 1. Рябенький В.М. Жуйков В.Я. Ямненко Ю.С. Заграничний А.В. Схемотехніка: Пристрої цифрової електроніки ТОМ 1. Київ: 2016, 399 ст.
2. Рябенький В.М. Жуйков В.Я. Ямненко Ю.С. Заграничний А.В. Схемотехніка: Пристрої цифрової електроніки ТОМ 2. Київ: 2016, 358 ст.
3. Бойко В. І., Багрій В. В. Цифрова схемотехніка. – К: ІЗМН, 2001.- 228 с.
4. Рицар Б.Є. Цифрова техніка: Учбовий посібник / К.: УМК ВО. - 1991. -372 с.
5. Дурняк Б.В., Стребко І.Т., Тітов Г.Н., Тимченко О.В. Основи проектування цифрових логічних пристроїв: Навчальний посібник. – Львів: Вид-во Української академії друкарства, 2006. – 272с.
6. Лебедєв О.М., Ладик О.І. Цифрова техніка: Навч. посіб. / За ред. М.Ю.Ільченка. – К.: ІВЦ «Видавництво «Політехніка», 2004. – 320с.
7. Лебедєв О.М., Сидоров О. М., Ладик О. І. Цифрові пристрої для засобів телекомунікацій / За ред. М.Ю.Ільченка. – К.: КВІУЗ, 1999. – 182с.
8. Костинюк Л.Д., Паранчук Я.С., Щур І.З. Мікропроцесорні засоби та системи – Львів: Вид-во НУ «Львівська політехніка», 2002. – 200с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).