ЗАТВЕРДЖЕНО
Наказ Міністерства освіти і науки,
молоді та спорту України
29.03.2012 N 384
Форма NH-6.01
_____________Вінницький національний технічний університет______________
(повне найменування вищого навчального закладу)
_______________________Кафедра комп’ютерних наук________________________
(повна назва кафедри, циклової політики)
КУРСОВА РОБОТА
з___________комп’ютерноїсхемотехніки та архітектурикомп’ютерів________
(назва дисципліни)
на тему:_ Розробка перетворювача двійкового коду у код Фібоначчі._
Студента (ки) _2_ курсу _1КН-11_ групи
Напряму підготовки _6.050101 Комп’ютерні науки_
__________Стафієвського О.В.___________________
(прізвище та ініціали)
Керівник ___________викладач__________________
________________Ваховська Л. М.______________
(посада, вченезвання, науковийступінь, прізвище та ініціали)
Національна шкала ______________________________
Кількістьбалів: ___________Оцінка: ECTS _________
Члени комісії ______________ ___________________________
(підпис) (прізвище та ініціали)
______________ ___________________________
(підпис) (прізвище та ініціали)
______________ ___________________________
(підпис) (прізвище та ініціали)
м. _Вінниця_ – 2012рік
Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Вінницький національний технічний університет
Інститут інформаційних технологій та комп’ютерної інженерії
Кафедра комп’ютерних наук
ЗАТВЕРДЖУЮ
Зав. каф. КН, д.т.н., проф.
____________ С. І. Перевозніков
«__» _____________ 20__ р.
ІНДИВІДУАЛЬНЕ ЗАВДАННЯ
на курсову роботу з дисципліни
«КОМП'ЮТЕРНА СХЕМОТЕХНІКА І АРХІТЕКТУРА КОМП'ЮТЕРІВ»
студенту Стафієвському Олександру Вадимовичу
Групи 1 КН - 11
1. Тема курсової роботи «Розробка перетворювача двійкового коду у код Фібоначчі», затверджена на засіданні кафедри комп’ютерних наук, протокол № 3 від 26.09.2012 р.
2. Термін здачі студентом зазначеної роботи: “ __ ” 2012 р.
3. Вхідні дані до роботи:
Розрядність вхідного коду – 5.
Тип пристрою – перетворювач.
Вхідний код – двійковий.
Вихідний код – код Фібоначчі.
4. Зміст пояснювальної записки:
Вступ, розробка структурної схеми перетворювача двійкового коду у код Фібоначчі, синтез вузлів перетворювача двійкового коду у код Фібоначчі, комп’ютерне моделювання перетворювача двійкового коду у код Фібоначчі, висновки.
5. Перелік графічного матеріалу:
_______________________________________________________________
6. Дата видачі завдання “14”___вересня____ 2012 р.
Завдання видала ____Ваховська Л.М.___________ _________
(ПІП керівника курсової роботи) (підпис)
Завдання прийняв до виконання ____Стафієвський С.О.___ _________
(ПІП студента) (підпис)
АНОТАЦІЯ
У курсовій роботі синтезовано ОП, що реалізує перетворення вхідного двійкового коду у код Фібоначчі. ОП реалізовано в базисі І-НІ.
Розроблено структурну схему ОП. Побудовано функції роботи перетворювача, мінімізовано їх за допомогою карт Карно, синтезовано функціональну схему перетворювача.
Моделювання та тестування розробленої функціональної схеми проведено в середовищі ППП Multisim.
ЗМІСТ
ВСТУП 5
1 РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ДВІЙКОВОГО КОДУ У КОД ФІБОНАЧЧІ 6
1.1 Загальні відомості про код Фібоначчі 6
1.2 Загальні відомості про перетворювачі кодів 6
1.3 Загальні відомості про регістри 7
1.4 Розробка структурної схеми функціонування. операційного пристрою 9
2 СИНТЕЗ ОП, ЩО РЕАЛІЗУЄ ПЕРЕТВОРЕННЯ ВХІДНОГО ДВІЙКОВОГО КОДУ У КОД ФІБОНАЧЧІ 12
3 КОМП’ЮТЕРНЕ МОДЕЛЮВАННЯ ОП, ЩО РЕАЛІЗУЄ ПЕРЕТВОРЕННЯ ВХІДНОГО ДВІЙКОВОГО КОДУ У КОД ФІБОНАЧЧІ 21
ВИСНОВОКИ 30
СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ 31
ВСТУП
Розвиток електронно-обчислювальної техніки, інформатики та використання їх засобів і методів в народному господарстві, в наукових дослідженнях, та в інших сферах людської діяльності є пріоритетним напрямком у розвитку НТР.
Отже схемотехніка ЕОМ на даний час є однією з найперспективніших галузей наукової діяльності. Дана курсова безпосередньо пов’язана з схемотехнікою ЕОМ, адже в даній роботі будуть розглянуті та досліджені вузли логічних елементів, регістри, тригера, дешифратори, адже як відомо ЕОМ це і є велика система зв’язаних між собою елементів (тригерів, регістрів, лічильників) та вузлів. В результаті вивчення даної дисципліни набуваються знання механізмів роботи аналогових та дискретних схем обчислювальної техніки, основних систем напівпровідникових інтегральних елементів, основних характеристик, галузі застосування та тенденції розвитку елементної бази електронних обчислювальних машин та уміння синтезувати і аналізувати складні функціональні вузли на основі інтегрованої схемотехніки, налагоджувати схеми обчислювальної техніки.
Метою курсової роботи є розробка операційного пристрою, що реалізує перетворення вхідного двійкового коду у код Фібоначчі. За вхідними та розрахунковими даними, які необхідні для його побудови, розробити функціональну схему даного цифрового пристрою і змоделювати її за допомогою комп’ютерних засобів.
1 РОЗРОБКА СТРУКТУРНОЇ СХЕМИ ПЕРЕТВОРЮВАЧА ДВІЙКОВОГО КОДУ У КОД ФІБОНАЧЧІ
1.1 Загальні відомості про код Фібоначчі
Будь-яке натуральне число N можно записати за допомогою p-чисел Фібоначчі [Вернер М. Основы кодирования. — М.: Техносфера, 2004.]:
(1.1)
де: ai ({0, 1} – двійкове число i-го разряду; (p(i) – вага i-го разряду;
Будь-яке натуральне число N можно записати також наступним способом:
(1.2)
Такий запис чисел N називається p-кодом Фібоначчі. Кожному p ( {0,1,2,…, (} відповідає свій код, тобто їх число безкінечне.
При p = 0 p –код Фібоначчі співпадає з двійковим кодом.
1.2 Загальні відомості про перетворювачі кодів
Перетворювачем коду називається функціональний вузол, призначений для перетворення двійкового коду з однієї форми в іншу.
Для подання інформації використовують різноманітні двійкові та двійково-десяткові коди: прямий, обернений, доповняльний і їхні модифікації. Існує велика кількість кодів, які забезпечують:
простоту виконання арифметико – логічних операцій;
зручність переведення чисел з десяткової системи в двійковий код;
надійність виконання заданих алгоритмів функціонування і ефективний контроль результатів обчислень;
зменшення апаратних витрат при побудові цифрових пристроїв.
1.3 Загальні відомості про регістри
Регістр – пристрій, який призначений для короткочасного зберігання і перетворення багаторозрядних двійкових чисел. Тригери в регістрах слугують пристроями, які запам’ятовують інформацію. Тригери в регістрах виконують такі мікрооперації:
записувати код;
читати код;
видавати код;
встановлювати нульовий стан;
виконувати зсув коду.
Регістри класифікують за такими ознаками:
способу керування і записування – асинхронні та синхронні;
способом записування і видачі двійкових слів – паралельні, послідовні й універсальні; у паралельних регістрах записування і видача слів виконується одночасно всіма розрядами, а в послідовних – розряд за розрядом в напрямку від молодших розрядів до старших або навпаки; універсальні регістри забезпечують як паралельний, так і послідовний обмін інформацією;
числом ліній для представлення значення одного розряду слова (біта інформації) – однофазні й парафазні; при однофазному поданні значення кожного розряду слова передається по одній лінії зв'язку, а при пара фазному – по двох лініях (одночасно відображається пряме та інверсне значення розряду);
числом тактів для записування слова – одно-, дво - і багатотактні;
складом мікрооперацій, які виконуються – установлювальні, записування, читання, порозрядні логічні й зсуву, а також перетворення послідовного коду в паралельний і навпаки;
напрямом зсуву – односторонні (лівий або правий зсув) і двосторонні (реверсивні);
типом тригерів, що використовуються;
елементною структурою – потенціальні, імпульсні й потенціально-імпульсні.
В даному ОП використовується паралельні регістри на D-тригерах зі статичним входом синхронізації.
Тригерами називають логічні елементи з двома стійкими станами, що мають відповідні входи для сигналів управління.
Основу тригерів складають найпростіші запам’ятовуючі комірки, які отримуються з’єднанням двох потенціальних елементів І – НІ (АБО - НІ). Тригери називають асинхронними, коли вони мають тільки інформаційні (логічні ) входи. Вони спрацьовують безпосередньо за зміною сигналів на входах.
Синхронні тригери мають додатковий тактовий вхід. Перейти до нового стану такі тригери можуть тільки при активному значенні сигналу на тактовому вході. Вхід, по якому тригер встановлюється в стан “1", позначається літерою S, а в стан “0" – літерою R. Аналіз роботи тригерів показує, що якщо комірка із елементів, які виконують функцію АБО –НІ, керується сигналами R, S, то комірка із елементів І – НІ керується інверсними сигналами R, S.
D-тригер приймає інформацію по одному входу. Його стан повторює вхідний сигнал, але з затримкою, яка визначається тактовим сигналом. Поряд з тригерами, які тактуються імпульсом, застосовуються тригери, які тактуються фронтом (тригери з динамічним керуванням). З логіки роботи D- тригера випливає, що вказані сигнали будуть відповідати значенням тригерів в наступному такті. По D-входу тригер змінює свій стан в момент зміни сигналу на С-вході з 0 на 1. В цьому випадку кажуть, що тригер реагує на передній фронт сигналу.
Рисунок 1.1 – Статичний D-тригер.
Рисунок 1.2 – Синхронний D-тригер.
1.4 Розробка структурної схеми функціонування. операційного пристрою
Структурна схема – це умовна графічна структура, яка зображує кількість, перелік блоків пристрою, взаємозв’язок між ними і зовнішніми пристроями, розрядності даних та шин.
Для реалізації перетворювача двійкового коду в код Фібоначчі розроблена структурна схема, що представлена на рисунку 1.3.
Цей пристрій працює наступним чином: на вхід подається одне п’яти розрядне двійкове число, з приходом синхроімпульсу