Ашық сабақ "Сумматорлар. (Қосындылағыштар)" 3 курс

Сабақтың барысы:

1. І. Ұйымдастыру

А) Амандасу.

Б) Оқушыларды түгендеу.

В) Сабақтың мақсатын хабарлау.

Қош келдіңіздер, құрметті ұстаздар және оқушылар! Бүгінгі конференция сабағымызға жиналған қауым! Сіз бен біз бүгін П3А тобы оқушыларының арасында өткелі отырған «Микропроцессордың техниканың сандық түйіндері» бөлімі бойынша ұйымдастырылған конференцияға жиналып отырмыз. Бұл конференцияның мақсаты – оқушылардың лидерлік қасиетін ұштап, аналитикалық қабілетін ашу, интеллектуалдық деңгейін арттыру. Микропроцессордың түйіндерінің жұмыс істеу принципін үйрету.

Бүгінгі конференцияға қатысатын топтармен таныстырып өтейік. (Слайд-1)

Конференцияға қатысушы топ «Триггерлер»:

1. Топ басшысы, программист маман: Мағазова Айдана

2. Зерттеуші маман: Бөрібай Нұрсұлтан

3. Топ мүшелері: Абат Аян, Әбіл Ақмарал, Ниетбекова Сая, Келгенбай Алмат, Шалқар Меруерт.

Конференцияға қатысушы топ «Шифраторлар»:

2. Топ басшысы, программист маман: Асқар Алмас

3. Зерттеуші маман: Аманкулов Есет

4. Топ мүшелері: Байшалов Ермек, Қорабай Дана, Тоқбаева Жазира, Муратов Манас, Бекжанов Серік

Конференцияға қатысушы топ «Мультиплексорлар»:

1. Топ басшысы, программист маман: Құдайберген Ақерке

2. Зерттеуші маман: Ертай Ерзат

3. Топ мүшелері: Базарбаев Әділжан, Қыдырәлі Меруерт , Нұрбол Серіккүл, Сембай Нұрсұлтан, Расул Аида

Конференцияға қатысып отырған оқушылар сабаққа шынай қатысып, адал ойын айтуы керек.

Конференция сабақ бірнеше кезеңнен тұрады.

1 кезең. Таныстыру кезеңі. (3мин)

Microsoft компаниясының әр филиалынан келген командаларға сәттілік тілей отырып, бірінші кезең таныстыруды бастаймыз. Топтар өз ұрандарын, эмблемасын және топтың атауларымен таныстыру керек (5 немесе 10 ұпай).

2 кезең. Акцияларды сатып алу. (30 минут)

Бұл кезеңде әр топ видео немесе слайд (буклет, газет, альбом, сызбалар) бойынша дайындап келген жұмыстарын қорғайды. (5 немесе 10 ұпай).

3 кезең. «Ақша үздіксіз айналымда болса ғана ақша жасайды» (Өз капиталыңды өсір) (10 минут)

Бұл кезеңде әр топ дайындап келген кроссвордтарын қарсылас топтарға жасырады. Кроссвордтағы жасырын сөздерді дұрыс шешкен топқа ұпай қосылады. (5 ұпай)

Ал енді құрметті конференцияға қатысып отырған маман иелері, бірсәтке назар аударуларыңызды сұраймын. Сіздер компанияларыңызда микропроцессордың сандық түйіндерімен тікелей жұмыс жасау жолдарын, принциптерін қарастырып зерттеп жүрсіздер.

Сіздерге менің де қояр сұрағым бар. Қанеки, мына сұрақтарға жауап беріңіздер. Сұраққа көп жауап берген топқа ұпай қосылады.

Ендеше, бүгін сіздерді микропроцессордың тағы бір түйіні Сумматорлармен таныстырып өтейін.

Жаңа тақырыпты түсіндіру.

Сумматор – екі екілік санның сандық кодының қосу ариметикалық операциясы орындалатын түйін. Кез келген позициялық санау жүйесіндегі сандар разряд бойынша қосылады. Кіші разрядтан үлкен разрядқа ауысуын ескере отырып, бір разрядты сандарды іске асыратын түйін болып табылады. Сумматор бір разрядты екілік сандарды а_і, b_i қосуды және р_iкіші разрядқа ауыстыруды, шығысында S_i қосындысының мәнін шығаруын және P_i+1 үлкен разрядқа ауысуды орындайды. Яғни, бірразрядты сумматор үш кірісі және екі шығысы бар схема болып табылады.

1 сурет. Бірразрядты сумматор.

С умматор - арифметикалық - логикалық құрылғының (АЛУ) маңызды түйіндерінің бірі болып табылады, ол арифметикалық қосу және сандарды алу амалдарын екілік кодтар түрінде орындауға арналған. Бұл операцияны кері және қосымша кодтарды қолданып қосулар, шегерулер арқылы жасауға болады. Сумматорларды құрудың бірнеше түрлері бар. Бір разрядты және көп разрядты сумматорлар деп бөлуге болады. Сумматорларды осылай топтастыру қосылған кодтардың дәрежелерінің санымен анықталады. Көп разрядты сумматорларды жүйелік және параллель деп бөледі. Жүйелік сумматорларды қосу операциясы разряд бойынша кішіден үлкенге дейін орындалады. Параллельді сумматорларда бір уақытта барлық қосылған кіріс кодтарының дәрежелері қосындыланады, ал сигнал әртүрлі жолмен тасымалданады. Сәйкесінше паралельді сумматорларды жүйелік сумматорлардан параллельдігімен, топтығымен, топтар арсындағы параллельді байланыстылығымен ерекшеленеді. Сумматорлардың негізгі параметрлеріне:

- тасымалдау, тарату уақытының кідіруі;

- логикалық схемаларды қолданғанда аппараттық қиындықтар болады;

- қосынды кодтарын құру уақыты - тасымалдау таратулары арқылы барлық параллельді сумматор дәрежелері уақытымен анықталады.

Бір разрядтты сумматор. Бір разрядтты сумматор 1 - суретте көрсетілгендей үш кіруі (екеуі қосылғандарды және біреуі кіші разряттағыны тасымалдау арналған) және екі шығуы болады.

1- сурет. Бір разрядтты сумматордың шартты белгіленуі.

Бір разрядтты сумматормен екілік көп разрядтты кодтарды қосуып, есептеулер жүргізуге болады. Сондай сумматорды жүйелі сумматор деп атайды, операндылар разряд бойынша кішісінен бастап өңделеді.

Жүйелі сумматор схемасы 2 - суретте көрсетілген, үш жылжымалы регистордан, бір D - триггерден және сонымен қатар бір рарядтты сумматордан тұрады. Регистрлар мен триггерлер С импульсімен үйлестіріледі

2 - сурет. Жуйелі сумматордың схемасы

Жүйелі сумматор схемасы салыстырмалы, қарапайым құрылымды. Бірақ жылдам аппараттық құралдардың пайда болуы, сумматор әрекеттерінің төмендеуі орын алады. Осыдан келіп жылдам әрекеттерді жоғарылатуға арналған паралельді сумматорларды қолдану қажет болды.

Жүйелік тасымалдауға арналған паралельді сумматор. Паралельді сумматорлар жүйелік тасымалдаумен барынша көп, тез әрекеттерді орындауға болады. Оларда дәрежелі сигналдарды тасымалдау жүйесін тарату процестері болмайды.

Параллелъді тасымалдауға арналған паралелъді сумматор. Паралельді сумматорлар паралельдерді тасымалдауда барынша тез әрекет етеді. Оларда дәрежені тасымалдау сигналдарын жүйелі тарату процестері жоқ болады және барлық нәтижелер бір уақытта паралельді дәрежелерге уақыт бойынша дағдыланады.

4 - сурет. Жүйелік тасымалдауға арналған 4- разрядтты сумматордың схемасы.

Сумматорды қолдану айқын түрде қосылған кодтардың шеберлік артуы паралельді тасымалдаумен қосу жылдамдығының маңызын жоғарылатуға рұқсат етеді. Бірақ сондай сумматорлардың орындалу қабілеттілігімен және үлкен сандары талап етеді. Сондықтан кодтардың дәрежелерінің саны жеткілікті үлкен ( п >8) құрылыммен топталған.

Құрылымдық топталған сумматорлар. Сумматорлардың схемалардағы аппараттық қиындықты қысқартуының арқасында ең аз тоқтау айналымымен қамтамасыз етіледі.

5 - сурет. Параллельді сумматордың бірінен кейін бірі жалғасқан құрылымдық схемасы.

Паралельді тасымалдаумен әрбір топ т - разрядты сумматордан түзеледі, ал олардың аралықтары БП тасымалдау одақтарына қосылған тасымалдау жүйелерін тапсыру жолын құрастырады. Тасымалдау сигналын құру принципі, кіші разрядтан үлкендерге тасымалдау және екіліктерді есептеп тасымалдау. 5 - суретте Паралельді сумматор құрылысының схемасы бірінен кейін бірі тасымалдаумен көрсетілген. Паралельді сумматор әрекеттің тез жоғарылауына арналған үлкен топтардың ішінде тасымалдау принципі қолданады. Сумматор құрылысының схемасы параллельді тасымалдаумен 5 - суретте көрсетілген.

Екі екілік санды қосқанда сегіз мүмкін вариант шығуы мүмкін: бірінші төрт варианты үлкен разрядқа ауыстыруы орындалмайтын екі санның қосындысы, соңғы төртеуі – бірлерді ауыстыру орындалады.

Алынған кесте бойынша толық бірразрядты сумматорлардың ауыстыру функциясын құруға болады.

S_i=a_{i i}v v P_{i i} b_iv P_i a_i b_i , = _i a_i b_iv P_i a_{i i} v P_{i i}b_i v P_i a_i b_i

Осы жерде мен сіздерге мына бір видеоны ұсынамын.

Еге рүлкен екілік сөздерді (екі және онда көп бит) бір- біріне қосу талап етілсе, онда екі қосылған сумматордың ауыстыруының шығысы, үшінші сумматордың кірісі болып табылады.

Мысалы, екі A = (a₂ a₁ a₀) және B = (b₂ b₁ b₀) екілік үшразрядты сандардың қосындысы C = (c₂ c₁ c₀) тең болса, келесі түрде суретті көрсетіледі.

1. сурет. Екі екілік үшразрядты сумматордың қосындысы.

Сабақты бекіту.

4-кезең. “Өз ісіңді аш”

Әр топқа сызбалар беріледі. Әр топ компьютерде отырып, сызбаны Electronic WorkBench бағдарламасында сызып жұмыс жасау жолдарын көрсетеді.

Мына сызбаларды Electronic WorkBench бағдарламасында сызып көрсет.

Сызбаның орындалу барысы бойынша ұпай қосылады.

Әр топ өз мақсаттарына қарай ұсыныстарын айтады.

Жалпы конференция сабақтың оқушыларға берер пайдасы мол.

6) Бағалау.

7) Үйге: Сумматорлар. (Реферат жазу). Сызбалар дайындап келу.