- •Список экзаменационных вопросов по курсу «Схемотехника эвм», 4-й семестр. 2012 г.
- •Задачи анализа и задачи синтеза в деятельности инженера-схемотехника: их особенности и различия.
- •Основные физические величины, используемые при описании электромагнитных устройств: что характеризуют эти величины.
- •Как свойство накопления энергии в магнитном поле влияет на характеристики цифровых устройств?
- •Источники электрической энергии: для чего они нужны в электронных информационных устройствах? Каково основное отличие вольт-амперной характеристики источника электрической энергии?
- •Системные законы (уравнения) в математической модели цепи. Что они характеризуют? Назовите основные системные законы, позволяющие описывать процессы в электрической цепи.
- •Что называют сигналом в электронных информационных устройствах? Каков общий принцип отображения данных (информации) в сигнале?
- •Чем определяется точность при переходе к цифровому способу отображения информации в сигнале.
- •Каково может быть влияние на логический сигнал резистора, подключенного между выходом логического элемента и одним из выводов источника питания? Чем определяется сила этого влияния?
- •Что такое – свойство функциональной полноты системы логических функций. Какие совокупности логических функций обладают свойством функциональной полноты.
- •Теорема де Моргана и дуальные изображения логического элемента с несколькими входами. Для чего могут быть полезны дуальные изображения лэ?
- •Как могут быть построены электронные логические устройства, реализующие логические функции двух и более аргументов?
- •В чем состоит основное преимущество комплементарной схемотехники логических элементов с точки зрения энергоэффективности и в отношении динамических свойств (скорости переключения)?
- •Каковы основные характеристики, используемые для оценки динамических свойств лэ?
- •Что такое «многоразрядный логический вентиль» и для какой цели он используется?
- •Как можно реализовать любую из логических функций двух аргументов, а) используя только двухвходовый элемент и-не; б) используя только двухвходовый элемент или-не?
- •Что называют логической глубиной комбинационной схемы. Оцените логическую глубину для заданной вам логической схемы.
- •Каков обычный порядок проектирования цифрового устройства? Какими могут быть критерии минимизации, выполняемые при проектировании?
- •Проектирование произвольной логики комбинационного типа производится по этапам.
- •Каким способом можно наращивать разрядность дешифратора? Опишите схемотехнические приемы, укажите, каким требованиям должны удовлетворять используемые при этом малоразрядные дешифраторы.
- •Приоритетный шифратор вырабатывает на выходе двоичный номер старшего запроса.
- •Воздействие временной задержки в логическом элементе при инвертировании сигнала а
- •Для чего используется импульсное устройство, называемое «триггером Шмитта»? Каков принцип функционирования триггера Шмитта?
- •Простой rs-триггер на элементах или-не: схема, принцип функционирования, таблица изменения состояний. Дуальная конфигурация rs-триггера на элементах и-не.
- •Условное графическое обозначение асинхронного rs-триггера
- •Триггеры типа crs (с управляемой записью): принцип функционирования, таблица изменения состояний, временные диаграммы, иллюстрирующие работу. Варианты crs-триггеров на элементах разного типа.
- •Триггер, управляемый перепадом синхросигнала: принцип функционирования, таблица изменения состояний, временные диаграммы, основное отличие от более простых триггерных цепей.
- •Двухступенчатый триггер: структурные особенности построения, принцип функционирования, таблица изменения состояний, временные диаграммы, основное отличие от более простых триггерных цепей.
- •Регистры для хранения данных: назначение, принципы построения, разновидности, особенности использования.
- •Сдвиговые регистры: их основные применения, принципы организации, особенности функционирования.
- •Счетный триггер: особенности построения, принцип функционирования, таблица изменения состояний, временные диаграммы, основное назначение счетного триггера.
- •Способы ускорения переноса в счетчике. Счетчик со сквозным переносом. Связь между задержкой переключения разряда и максимальной частотой счета.
- •Организация счетчика с модулем пересчета, отличным от 2n. Для чего может понадобиться изменять модуль пересчета в ходе работы устройства, как это можно сделать?
Список экзаменационных вопросов по курсу «Схемотехника эвм», 4-й семестр. 2012 г.
Задачи анализа и задачи синтеза в деятельности инженера-схемотехника: их особенности и различия.
Цель деятельности инженера – построить, а затем эксплуатировать устройство. В ходе своей деятельности инженеру приходится решать два типа задач. Задачи синтеза: как построить устройство, которое ведет себя заданным образом. Может существовать несколько решений, либо не существовать ни одного. Задачи анализа: как будет вести себя существующее устройство при определенных условиях. Обычно существует лишь единственное решение. Решение задач анализа намного проще решения задач синтеза, так как задача синтеза неоднозначна и имеет множество решений. Если анализ — процесс мысленного расчленения (декомпозиции) или реального разбиения объекта на элементы с учетом имеющихся между ними связей, то синтез — процесс воссоединения элементов в одно целое.
Цель деятельности инженера – построить, а затем эксплуатировать устройство. В ходе своей деятельности инженеру приходится решать два типа задач. Задачи синтеза: как построить устройство, которое ведет себя заданным образом. Может существовать несколько решений, либо не существовать ни одного. Задачи анализа: как будет вести себя существующее устройство при определенных условиях. Обычно существует лишь единственное решение. Главная задача всех дальнейших исследований – задача анализа, которая заключается в том, что по заданной топологии электрической цепи и её параметрам определяют токи ветвей. Задача анализа однозначна. Задача синтеза обратна задаче анализа: по заданным токам предполагаемых ветвей или каким-то частным характеристикам (откликам) восстановить электрическую цепь. Решение задач анализа намного проще решения задач синтеза, так как задача синтеза неоднозначна и имеет множество решений. Если анализ — процесс мысленного расчленения (декомпозиции) или реального разбиения объекта на элементы с учетом имеющихся между ними связей, то синтез — процесс воссоединения элементов в одно целое. Анализ и синтез системы во взаимосвязи выявляют, из каких частей состоит целостная система и как они (части) взаимодействуют друг с другом, таким образом раскрываются принципы функционально-структурной организации системы. Анализ и синтез диалектически взаимосвязаны «Мышление состоит столько же в разложении предметов сознания на их элементы, сколько в объединении связанных друг с другом элементов. Анализ не является самоцелью. Подобно тому, как части подчиняются целому, служат ему, анализ служит синтезу, свершается во имя синтеза, направляется и контролируется синтезом.
Основные физические величины, используемые при описании электромагнитных устройств: что характеризуют эти величины.
Теория электромагнетизма описывает поведение систем, в которых наиболее существенными являются процессы передачи и преобразования электромагнитной энергии. В рамках теории электромагнетизма основные переменные физические величины, которые используются при описании явлений: 1) электрическое напряжение U или u (далее – просто «напряжение») характеризует электрическое поле, создаваемое током, 2) электрический ток I или i и электрический заряд Q или q (далее – просто «ток» и «заряд») характеризуется силой тока, которая в системе СИ измеряется в амперах (А), 3) напряженность электрического поля E (силовая характеристика, не учитывает влияния среды), 4) напряженность магнитного поля H (не учитывает влияния среды), 5) электрическое смещение D (в отличие от напряженности ЭП учитывает свойства окружающей среды), 6) магнитная индукция B (в отличие от напряженности МП учитывает свойства окружающей среды).
Какие физические процессы в электромагнитных устройствах сопровождаются обратимым накоплением энергии.
При разделении электрических зарядов Q затрачивается работа. Между разделенными зарядами возникает напряжение u, в пространстве между разделенными зарядами возникает электрическое поле, в котором запасается энергия, меньшая или равная затраченной на разделение работе. Она может запасаться как в электрическом поле, так и в магнитном поле.
Как свойство накопления энергии в электрическом поле влияет на характеристики цифровых логических элементов и цифровых устройств?
Часто энергия, запасаемая в электрическом поле между разделенными зарядами, пропорциональна квадрату величины напряжения: We(t)=Q2(t)/2c=Cu2(t)/2/ Соотношение справедливо для мгновенных значений изменяющихся во времени величин We, q, u. Наличие или отсутствие пропорциональной зависимости определяется свойствами среды в пространстве между разделенными зарядами. Если разделенные заряды и электрическое напряжение связаны пропорциональной зависимостью, то коэффициент пропорциональности C, называют электрической емкостью. Величина этого коэффициента зависит от свойств среды и геометрии разделенных зарядов. В электротехнических устройствах используются специальные элементы – конденсаторы, в которых свойство накапливать энергию в виде электрического поля обеспечивается их конструкцией. В ряде других случаев накопление энергии в электрическом поле оказывает вредный побочный эффект, выражающийся в замедлении процессов, протекающих в устройстве.