Еремин Евгений Александрович , канд. физ.-мат. наук, доцент, доцент кафедры прикладной информатики, информационных систем и технологий, факультет информатики и экономики
г. Пермь
Evgeny A. Eremin, candidate of sciences (physics and mathematics), docent, Associate professor at the department of Applied Informatics, Information systems and technologies, faculty of Informatics and Economics
Perm
Поляков Константин Юрьевич, доктор тех. наук, профессор кафедры судовой автоматики и измерений, факультет корабельной энергетики и автоматики; учитель информатики
Санкт-Петербург
Konstantin Yu. Polyakov, doctor of sciences (Engineering), professor at the department of ship Automation and Instrumentation, faculty of ship power Engineering and Automation; an informatics teacher
Saint Petersburg
Учителю полезно иметь в своем арсенале комплексные практические задания (проекты), которые требуют использования знаний из нескольких частей изучаемого курса. В статье подробно разработан подобный проект: предлагается пройти основные этапы конструирования одного из важнейших устройств компьютера сумматора. В ходе выполнения проекта школьникам потребуется применить свои знания по построению соответствующей условию задачи таблицы истинности, замене ее эквивалентной логической формулой, преобразованию последней средствами алгебры логики и, наконец, получению практической схемы устройства на логических элементах. При наличии возможностей и желания можно даже собрать эту схему (например, на платформе Arduino) и посмотреть, как она работает. Существует и «облегченный» вариант написать моделирующую работу сумматора программу или воспользоваться готовым тренажером, который предлагается авторами.
Статья содержит некоторые дополнительные сведения по теме: понятие о языках описания логических схем HDL (Hardware Description Language), идеи полноты системы используемых логических операций и их влияния на ассортимент выпускаемых микросхем, сведения о построении многоразрядного сумматора и способах ускорения выполнения последовательной по своей сути операции сложения, общие идеи построения АЛУ (арифметико-логического устройства) современного процессора. Весь материал изложен на доступном школьникам уровне.
Проект имеет ярко выраженную профориентационную направленность: в процессе работы школьники получают некоторое представление об основных этапах разработки устройств вычислительной техники.
It is useful for a teacher to have in his arsenal complex practical assignments (projects) that require the use of knowledge from several parts of the course being studied. The article develops such a project in detail: it proposes to pass through the main stages of designing one of the most important computer devices — an adder. During the project, students will need to apply their knowledge of constructing a truth table corresponding to the problem, replacing it with an equivalent logical formula, transforming it using Boolean algebra, and finally, obtaining a practical scheme of a device on logical elements. If you have the opportunity and desire, you can even assemble this circuit (for example, on the Arduino platform) and see how it works. There is also a "light" variant: to write a program that simulates the work of an adder or use the ready simulator proposed by the authors.
The article contains some additional information on the topic: the concept of HDL (Hardware Description Language) for logic circuit description, ideas about the completeness of the system from logical operations and its influence on the range of manufactured microcircuits, information about the construction of a multi-bit adder and ways to speed up the execution of an essentially sequential addition operation, general ideas for constructing an ALU (arithmetic logic unit) of a modern processor. All material is presented at a level accessible to schoolchildren.
The project has a clear career-oriented focus: during their work, students gain some understanding of the main stages of computer device development.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.