Введение

Технические дисциплины играют важную роль в экспериментальной подготовке учителей физики. В учебные планы физико-математических факультетов педагогических вузов в конце восьмидесятых годов вместо трех дисциплин "Электротехника", "Радиотехника", "Основы автоматики и вычислительной техники" введен интегрированный курс "Электрорадиотехника с основами автоматики и вычислительной техники" (ЭРТАВТ). Программа этого курса предусматривала изучение в течение 5 семестров следующих разделов: электротехника, электроника, радиотехника, электронно-вычислительная техника, автоматика. На изучение ЭРТАВТ отводилось в течение 5 семестров 620 часов, в том числе: лекции  – 146 часов, лабораторные занятия – 222 часа, индивидуальные занятия под руководством преподавателя – 76 часов, самостоятельная работа – 176 часов.

В последние годы значительно сокращен объем учебного времени, отводимого на изучение технических дисциплин. При уменьшении учебного времени не снизить существенно качество экспериментальной подготовки специалистов можно, выполняя лабораторные работы фронтально и проводя на лабораторных занятиях демонстрации. Изучение элементной базы цифровой техники остается актуальным и в настоящее время.

В первой главе данного пособия рассматривается принцип действия логических элементов, сумматоров, шифраторов, дешифраторов, мультиплексоров, демультиплексоров, триггеров, счетчиков и других элементов ЭВМ.

Во второй главе приводится описание разработанного автором стенда для изучения элементов ЭВМ. Стенд позволяет изучать алгоритм работы цифровых микросхем и проверять их работоспособность.

В третьей главе рассматривается учебная модель операционного блока ЭВМ на стенде ОАиВТ.

В четвертой главе приводится примерный список лабораторных работ и лабораторных демонстраций по электронно-вычислительной технике и инструкции к лабораторным работам.

Перед изучением раздела “Электронно-вычислительная техника” студенты должны знать ответы на следующие вопросы:

1.    Устройство, принцип действия и характеристики биполярных транзисторов.

2.    Устройство, принцип действия и характеристики полевых транзисторов.

3.    Делитель напряжения на резисторах.

4.    RC-цепи.

5.    RL-цепи.

Электронный осциллограф.

Студенты должны уметь:

1.    Пользоваться электрическим паяльником.

2.    Правильно выбирать частотный диапазон и предел измерения многопредельного измерительного прибора (амперметра, вольтметра, омметра), определять погрешность измерения.

3.    Измерять с помощью осциллографа амплитуду, длительность и период следования импульсов.

4.    Определять с помощью авометра исправность полупроводникового диода и полярность его выводов.

5.    Экспериментально определять структуру и выводы биполярного транзистора.

6.    Строить графики исследуемых зависимостей.

Список основных демонстраций,

включаемых в экзаменационные билеты

1.    Наблюдение на экране осциллографа переходных процессов в RC-цепи при подключении ее к генератору прямоугольных импульсов напряжения и отключении от него.

2.    Настройка неискажающего делителя напряжения с помощью генератора прямоугольных импульсов напряжения и осциллографа.

3.    Мультивибратор на транзисторах с корректирующими диодами.

4.    Мультивибратор и  одновибратор на интегральных микросхемах ТТЛ.

5.    Мультивибратор и  одновибратор на интегральных микросхемах КМОП.

6.    ЦАП в характериографе для транзисторов (можно воспользоваться принципиальной схемой).

Список основных вопросов,

включаемых в экзаменационные билеты

1.    Базовый логический элемент 2И-НЕ ТТЛ.

2.    Базовый логический элемент 2И-НЕ  КМОП.

3.    Электронный ключ на биполярном транзисторе.

4.    Триггеры.

5.    Запоминающие устройства.

6.    Учебная модель операционного блока ЭВМ.

 Примечание. Ответы на основные вопросы должны даваться студентами без подготовки. Основные демонстрации проводятся студентами также без подготовки. Студент, не ответивший на экзамене на любой из основных вопросов или не поставивший любую из основных демонстраций, получает неудовлетворительную оценку.