III. 3. Рабочая (модульная) программа

3.1. Тематический план Распределение учебной нагрузки (в часах) по модулям

№ модуля	Наименование модуля	Количество часов
		Всего	Аудиторная работа			Самостоятельная (неаудиторная) работа
			Лекции	Семина ры	Лаб-практич
1.	Полупроводниковая микроэлектроника	10	6	0	4	10
2.	Микроэлектронные приборы и устройства	14	6	0	8	12
3.	Микропроцессорные устройства и перспективы их развития.	12	8	0	4	17
ИТОГО весь курс		36	20	0	16	39

3.2. Соотношение текущего и итогового контроля

№ п/п	Модуль	Текущий контроль	Итоговый контроль	Всего
1.	Полупроводниковая микроэлектроника	40	60	100
2.	Микроэлектронные приборы и устройства	40	60	100
3.	Микропроцессорные устройства	40	60	100

3.3. Содержание модульной программы

Модуль 1. «Полупроводниковая микроэлектроника» (10 часов)

Цель: изучить основы полупроводниковой микроэлектроники, основные полупроводниковые элементы, технологические особенности изготовления интегральных микросхем и тенденции развития интегральной электроники

Аудиторная работа (10 часов)

Лекции

(6 часов)

Лабораторно-практические занятия

(4 часов)

Полупроводниковая микроэлектроника (6 часов)

1. Понятие микроэлектроники.

2. Полупроводники, их свойства, типы проводимости.

3. Организация электронно-дырочного перехода, его свойства и применение в полупроводниковых приборах различной структуры.

4. Диоды и транзисторы в ключевом режиме и в режиме усиления

5. Технологические особенности изготовления интегральных микросхем.

6. Степень интеграции на разных этапах развития электроники.

7. Современные интегральные микросхемы.

8. ЧИПы.

9. Тенденции развития микроэлектроники.

Литература: основная – 1, 2, 3,

дополнительная – 1, 2

Полупроводниковая микроэлектроника (4 часа)

Лабораторная работа № 1. Исследование логических элементов на ИМС. (2 часа)

Задание 1. Ознакомьтесь с техническим описанием и электрической схемой исследуемого устройства.

Задание 2. Проанализируйте электрические схемы логических элементов и укажите функциональное назначение каждого элемента схемы.

Задание 3. Исследуйте макеты логических устройств экспериментально и сравните полученные результаты с теоретическими предположениями.

Лабораторная работа № 2. Исследование триггеров на ИМС. (2 часа)

Задание 1. Опишите принцип работы RS, D, T триггеров и исследуйте их работу теоретически и экспериментально.

Задание 2. Исследуйте теоретически и экспериментально параллельные и последовательные регистры.

Литература: основная – 1, 2, 3.

дополнительная – 1, 2.

Внеаудиторная работа (10 часов)

Инвариантная часть	Вариативная часть
Темы: Практические задания Составить конспект на тему «Структура, принципы работы и параметры полевого транзистора» Составить схему направлений развития микроэлектроники. Составить таблицу структуры деятельности экспериментатора при исследовании цифровых устройств. Написать конспект на тему «Физические открытия, использованные для создания каналов обработки информации». Оформить отчеты по лабораторным работам. Форма самостоятельной работы – составление конспектов, оформление отчетов. Форма отчетности – сдача тетради Методическое обеспечение: учебники, УМК. Литература: основная – дополнительная –	Написание рефератов по темам 1 – 5 (см. п. 4.1.) Форма самостоятельной работы – написание реферата. Форма отчетности – реферативные сообщения. Литература: основная –1, 5 дополнительная – 3,
Контроль
Текущий контроль усвоения теоретического материала, проверка отчетов по внеаудиторным работам. Темы для контроля: – полупроводниковая электроника; – логические элементы; – триггеры; – регистры; Вопросы для контроля: Назовите основные логические элементы, реализующие логические функции в цифровых устройствах? На каких дискретных элементах электроники создаются логические устройства? Какова структура и назначение триггера? Объясните назначение R, S, D, C, T-входов триггеров. Что такое активный уровень. Почему RS-триггер на элементах 2И–НЕ называют триггером с инверсными входами? Объясните отличия синхронных и асинхронных триггеров; статических и динамических. Объясните характер «запрещенного» состояния в RS-триггере и методы его устранения в остальных типах триггеров. Объясните назначение регистров в цифровых устройствах. Покажите сходства и отличия во внутренней структуре, в логике работы параллельных и последовательных регистров. Итоговый контроль – собеседование по заданным вопросам.

Модуль 2. Микроэлектронные приборы и устройства (14 часов)

Цель: изучить принципы построения электронных устройств,

реализующих логические операции, и процессы обработки сигналов

в информационных каналах

Аудиторная работа (14 часов)

Микроэлектронные приборы и устройства (6 часа)

1. Принципы построения микроэлектронных приборов и устройств.

2. Электронные устройства, реализующие логические операции

3. Логические элементы. Триггеры, регистры.

4. Комбинационные устройства различного назначения.

5. Арифметико-логические устройства, принципы их организации.

6. Основы реализации оперативных и долговременных запоминающих устройств.

7. Запоминающие устройства для хранения постоянной информации.

8. Масочные ЗУ.

9. ЗУ типа PROM.

10. ФЛЭШ-память.

11. Статические и динамические ОЗУ.

Литература: основная – 1, 2, 3, дополнительная – 1, 2

Микроэлектронные приборы и устройства (8 часов)

Лабораторная работа № 3. Исследование комбинационных устройств, счетчиков и сумматоров на ИМС.

Задание 1. Опишите принцип работы устройств, их технические решения и технологическое назначение.

Задание 2. Исследуйте работу устройств экспериментально.

Лабораторная работа № 4. Исследование арифметико-логического устройства на ИМС

Задание 1. Изучите принципиальную электрическую и функциональную схемы макета арифметико-логического устройства и определите их различия.

Задание 2. Определите функциональное назначение каждого элемента изученной схемы и соотнесите структурные элементы макета с элементами реального АЛУ.

Задание 2. Исследуйте экспериментально технологию обработки информации в макете и сравните ее с технологией обработки информации в персональном компьютере.

Лабораторная работа № 5. Исследование оперативного запоминающего устройства.

Задание 1. Изучите принципиальную электрическую и функциональную схемы макета ОЗУ и определите их различия.

Задание 2. Определите функциональное назначение каждого элемента изученной схемы и соотнесите структурные элементы макета с элементами реальной ЭВМ.

Задание 3. Исследуйте экспериментально технологию обработки информации в макете и сравните ее с технологией обработки информации в персональном компьютере.

Литература: основная – 1, 2,3

дополнительная – 1, 2.

Внеаудиторная работа (10 часов)

Инвариантная часть	Вариативная часть
Темы: – шифраторы и дешифраторы; – счетчики и сумматоры; – запоминающие устройства; – арифметико-логические устройства. . Практические задания: Составить структурную схему обработки информации в арифметико-логическом устройстве. Оформить отчеты по лабораторным работам. Форма самостоятельной работы – составление конспектов, оформление отчетов. Форма отчетности – сдача тетрадей. Методическое обеспечение: учебник, УМК. Литература: основная – 1, 2, 3. дополнительная – 1,2.	Написание рефератов по темам 6-8, 11-15 (см. п. 4.1.) Форма самостоятельной работы – написание реферата. Форма отчетности – реферативные сообщения. Литература: основная –1, 2, 3. дополнительная – 1, 2.,
Контроль
Текущий контроль усвоения теоретического материала: проверка отчетов по внеаудиторным работам. Темы для контроля: Комбинационные устройства. Покажите сходства и отличия во внутренней структуре и в логике работы дешифратора, мультиплексора, коммутатора. Объясните принцип работы преобразователя кодов. Приведите примеры применения подобных устройств на практике. Покажите возможность применения семисегментного индикатора для представления расширенного алфавита символов. Объясните логические основы организации одноразрядного сумматора и технические принципы его построения. Объясните технические основы организации суммирующего, вычитающего и универсального счетчиков. Запоминающие устройства. Каковы различия ячеек статической и динамической памяти? Обоснуйте основные возможности наращивания ОЗУ. Опишите технологию обмена данными между несколькими устройствами при помощи мультиплексора. Опишите порядок очистки ячейки памяти ОЗУ по заданным адресам. Опишите порядок записи информации в заданную ячейку памяти. Опишите порядок обращения к заданной ячейке памяти. Опишите технологию прохождения информации в ОЗУ из различных узлов ЭВМ. Арифметико-логические устройства. Опишите порядок записи информации в буферные регистры. Опишите порядок обращения к устройству управления АЛУ в данном макете. Опишите технологию обращения к арифметико-логическому устройству макета и соотнесите ее с технологией обращения к микропроцессору ЭВМ. Опишите технологию прохождения информации в АЛУ из шины данных. Итоговый контроль Собеседование по предлагаемым вопросам.

Модуль 3. Микропроцессорные устройства (12 часов)

Цель: изучить принципы построения микропроцессоров и технологию

обработки информации в процессорах различной структуры

Лекции

(8часов)

Лабораторно-практические занятия

(4часа)

Микропроцессорные устройства

(8 час)

1. Микропроцессоры как микроэлектронная основа современных ЭВМ.

2. Структура микропроцессоров и принципы их работы.

3. Перспективы развития микроэлектроники. Функциональная микроэлектроника.

4. Наноматериалы в электронике.

Литература: основная – 1, 2, 3.

дополнительная – 1, 2.

.

Микропроцессорные устройства

4. час)

Лабораторная работа № 6. Исследование операционного блока ЭВМ.

Задание 1. Изучите принципиальную электрическую и функциональную схемы макета операционного блока ЭВМ и определите их различия.

Задание 2. Определите функциональное назначение каждого элемента изученной схемы и соотнесите структурные элементы макета с элементами реальной ЭВМ.

Задание 2. Исследуйте экспериментально технологию обработки информации в макете и сравните ее с технологией обработки информации в персональном компьютере.

Литература: основная –1, 2, 3.

дополнительная – 1, 2.

Внеаудиторная работа (8 часов)

Инвариантная часть	Вариативная часть
Темы: Структурные схемы микропроцессоров; Микропроцессоры различных производителей, их сравнительные характеристики. Функциональная электроника и наноматериалы. Практические задания Форма самостоятельной работы – составление конспектов по исследованию лабораторного макета. Форма отчетности – сдача тетради с планом-конспектом лабораторного исследования и защита полученных результатов. Методическое обеспечение: учебник, УМК. Литература: основная – 1, 2, 3. дополнительная –1, 2.	Написание рефератов по темам 16 – 25 (см. п. 4.1) Форма самостоятельной работы – написание реферата (темы 16 – 25). Форма отчетности – реферативные сообщения. Литература: основная –1, 2, 3. дополнительная – 1 2.,
Контроль
Текущий контроль усвоения теоретического материала, проверка отчетов по внеаудиторным работам. Темы для контроля: Микропроцессоры в структуре ЦВМ. Понятие интерфейса и виды интерфейсов. Направления развития микроэлектроники. Наноматериалы в электронике. Итоговый контроль: собеседование по предложенным вопросам и лабораторным отчетам. Список опорных вопросов для подготовки к контролю: Опишите технологию обмена данными между несколькими устройствами при помощи мультиплексора. Опишите порядок очистки ячейки памяти ОЗУ по заданным адресам. Опишите порядок записи информации в заданную ячейку памяти. Опишите порядок обращения к заданной ячейке памяти. Опишите технологию обращения к арифметико-логическому устройству макета и соотнесите ее с технологией обращения к микропроцессору ЭВМ. Укажите структуру устройства управления в операционном блоке ЭВМ. Опишите технологию обмена информацией различных узлов ЭВМ.