Архив Галактики

Практикум по NI myDAQ. #15

Копосов Д.Г. / 03.08.2015

Данным постом мы продолжаем знакомство с практикумом, который позволит использовать NI myDAQ в качестве методического инструмента учителя.
...предыдущая часть...

5.7. Штрих Шеффера и стрелка Пирса
Введенная в 1913 году Генри Шеффером, эта бинарная логическая операция, обозначаемая «|», задается следующей таблицей истинности:



Бинарная логическая операция Стрелка Пирса, обозначаемая «↓», была введена в 1880–1881 годах Чарльзом Пирсом и задается следующей таблицей истинности:



Используя только штрих Шеффер (или только стрелку Пирса) можно построить все остальные логические операции (отрицание, дизъюнкцию, конъюнкцию и др.).
В электронике это означает, что для реализации всего многообразия схем преобразования сигналов, представляющих логические значения, достаточно одного типового элемента.

1962 — год рождения микроэлектронной промышленности одновременно в США и СССР. Началось серийное производство интегральных схем. В США первыми, кто реализовал идею интегральных схем (элементы схемы должны быть интегрированы в одну микросхему), были Роберт Нойс и Джек Килби. В нашей стране первую интегральную схему, реализующую логическую функцию «НЕ-ИЛИ», сделал инженер Рижского завода полупроводниковых приборов Юрий Валентинович Осокин. Осенью 1962 года в СССР была выпущена первая партия микросхем «Р12-2». Первыми заказчиками были создатели ЭВМ «Гном» для бортовой самолетной системы «Купол» и военно-морских и гражданских АТС (ЭВМ «Гном» до сих пор работают в самолетах «Ил-76»).



Задание 137. Создайте электрическую цепь на основе элемента «NAND», реализующую логическую операцию «XOR» (исключающее ИЛИ). Проверьте правильность работы, используя для этого виртуальный прибор.



Задание 138. Создайте электрическую цепь на основе элемента «NAND», реализующую логическую операцию отрицание.


Задание 139. Создайте электрическую цепь на основе элемента «NAND», реализующую логическую операцию конъюнкции.


Задание 140. Создайте электрическую цепь на основе элемента «NAND», реализующую логическую операцию дизъюнкции.



Задание 141. Создайте электрическую цепь на основе элемента «NOR», реализующую логическую операцию отрицание.

Задание 142. Создайте электрическую цепь на основе элемента «NOR», реализующую логическую операцию конъюнкции.

Задание 143. Создайте электрическую цепь на основе элемента «NOR», реализующую логическую операцию дизъюнкции.


5.8. Программно-аппаратный комплекс по изучению логических операций Штрих Шеффера и Стрелка Пирса

Перед тем, как создать программно-аппаратный комплекс по изучению логический операций Штрих Шеффера и Стрелка Пирса (т.е. работы элементов NAND и NOR), используя компьютер, myDAQ и LabVIEW, попробуем соорудить наглядный стенд для демонстрации логической операции «конъюнкция». В качестве входов будем использовать кнопки-переключатели, в качестве выхода — светодиод.

Задание 144. Составьте схему и программу, используя нижеприведенные иллюстрации. Демонстрируя работу вашего стенда, расскажите о логической операции «конъюнкция».



Задание 145. Составьте схему и программу, используя нижеприведенные иллюстрации. Наглядно демонстрируя работу вашего комплекса, расскажите о логических операциях NAND и NOR. Попробуйте улучшить программу (и схему).


5.9. Новации и инновации

В последние 10 лет слово «инновация» — самое популярное во всех средствах массовой информации. Инновация (innovation — нововведение) — новшество (новация), обеспечивающее рост эффективности процессов (качества продукции), востребованное рынком.

Задание 146. Аналогично предыдущему заданию, создайте схему и программу, наглядно демонстрирующие таблицы истинности всех логических элементов. Создайте новый аппаратно-программный образовательный комплекс для изучения темы «Логика. Логические основы компьютера». Используя ваш комплекс, расскажите о логических операциях.


Джеф Раскин — специалист по компьютерным интерфейсам, сотрудник № 31 фирмы Apple Computer. В 1979 году Раскин был инициатором проекта «Macintosh» — нового компьютера «все в одном», ориентированного на рядового пользователя. В 2000 году была издана книга Джефа Раскина «The Humane Interface», посвященная проблемам взаимодействия человека с машиной и разработке интерфейса с учетом принципов когнетики — раздела психологии, изучающего познавательные процессы человеческого сознания (исследования в этой области обычно связаны с вопросами памяти, внимания, чувств, представления информации, логического мышления, воображения, способности к принятию решений).


Создав комплекс, вы могли почувствовать себя новатором — человеком, открывшим или создавшим новшество (новацию) или внесшим новые идеи в какой-нибудь области. Так как в вашем классе сейчас таких новаций не менее десяти, то необходимо сравнить их.

Задание 147. Сравните работы. Выявите интересные идеи. Объединив все лучшее, усовершенствуйте ваш комплекс.

Сложно ли добиться, чтобы ваша идея стала в итоге инновацией? Если учесть, что инновация — всегда результат интеллектуальной деятельности человека, творческого процесса, его фантазии, открытий, изобретений, рационализации, то можно смело говорить: все зависит только от вас. Однако, инновации должны обладать не только новизной, но удовлетворять рыночному спросу и приносить прибыль. В редчайших случаях одному человеку удается успешно совместить роли новатора и инноватора.

... продолжение следует...