ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. ТЕХНОЛОГИИ ВИРТУАЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ 6
1.1 Виртуальное моделирование логических схем 6
1.2 Анализ технологий реализаций 20
1.3 ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ НА РАЗРАБОТКУ КОНСТРУКТОРА КОМБИНАЦИОННЫХ
СХЕМ И КОНЕЧНЫХ АВТОМАТОВ 32
ГЛАВА 2. РЕАЛИЗАЦИЯ КОНСТРУКТОРА КОМБИНАЦИОННЫХ
СХЕМ И КОНЕЧНЫХ АВТОМАТОВ 36
2.1 Описание алгоритмов и программной реализации 36
2.2 ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОНСТРУКТОРА 50
2.3 Результаты апробации 58
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 61
СПИСОК ИНФОРМАЦИОННЫХ ИСТОЧНИКОВ 63
Изучение принципов работы устройств для обработки дискретной информации необходимо для понимания технической реализации современных электронных устройств. После изучения основ математической логики и теории автоматов, обучающиеся в ходе практических занятий реализуют простейшие цифровые устройства (счётчики, триггеры, сумматоры, и т.д.), используя для этого программы для конструирования и симуляции электронных схем.
В настоящее время существует множество различных программ этого класса, которые успешно развиваются как коммерческие продукты: NI Multisim, Micro-Cap, OrCAD и др. Функциональность подобных программ является избыточной, поскольку рассчитаны на использование высококвалифицированными специалистами. Они имеют коммерческую направленность и высокую рыночную стоимость, несмотря на наличие академических лицензий. Использование данных программных продуктов также требует адаптации в рамках конкретной учебной дисциплины. Существует необходимость в свободно распространяемом программном обеспечении для виртуального моделирования устройств обработки дискретной информации, а именно: комбинационных и последовательных устройств.
Предмет разработки: конструктор комбинационных схем и конечных автоматов.
Цель: спроектировать и реализовать систему для виртуального
моделирования комбинационных схем и конечных автоматов.
Для достижения поставленной цели, нужно решить следующие задачи:
1. Произвести анализ информационных источников для выявления существующих подходов к моделированию комбинационных схем и конечных автоматов.
2. Проанализировать возможности существующих программных продуктов для виртуального моделирования и обосновать выбор технологий реализации и необходимых программных платформ.
3. В соответствии с техническим заданием провести разработку конструктора комбинационных схем и конечных автоматов.
4. Привести примеры решения задач обработки дискретной информации на основе разработанной системы.
5. Произвести апробацию конструктора используя метод экспертных оценок.
На основании проведенного исследования разработана система, обеспечивающая конструирование и симуляцию работы дискретных комбинационных и последовательных устройств для использования в учебном процессе.
В процессе выполнения работы в рамках сформулированных задач было проделано следующее:
1. На основе проведенного анализа информационных источников были выявлены и проанализированы существующие подходы к моделированию комбинационных схем и конечных автоматов, среди которых были выбраны: подход конструирования схем с использованием графических элементов и синхронный метод имитационного моделирования работы схем .
2. В результате оценки функциональных возможностей существующих программных продуктов для виртуального имитационного моделирования был обоснован выбор реализации информационной системы в виде веб-приложения.
3. В соответствии с техническим заданием произведена разработка вебприложения «Конструктор логических схем» с использованием языка программирования JavaScript и платформы Node.js.
4. Приведены примеры решения задач моделирования логических схем на основе разработанной системы, обеспечивающей самостоятельность работы при решении задач, различную глубину изучения материала, возможность дистанционного взаимодействия с преподавателем.
5. Проведенная апробация показала, что разработанная система хорошо справляется с поставленными задачами. На основании апробации можно заключить, что разработанный конструктор комбинационных схем и конечных автоматов можно рекомендовать к использованию в учебном процессе.
Таким образом, следует считать, что результаты разработки соответствуют всем требованиям технического задания, поставленная цель достигнута. Работа носит законченный характер.
