1i7 (1i7) wrote,
1i7
1i7

Лаба1.Часть2: сборка простых электронных схем на основе микросхем малой степени интеграции

ЖЖ не проглотил вторую часть поста целиком тоже, поэтому разбиваю еще на две части. Здесь Часть 2 - Введение в весь курс и в первую лабораторную работу, подбор реквизита практических упражнений в предыдущем сообщении.

Введение (в весь курс вообще и в 1ю лабораторную работу в частности)

Общефилософская подводка для первого очного занятия в аудитории ко всему предстоящему курсу и первой лабе

Наверное сценарии взаимодействия с любыми рукотворными (и не только) устройствами или механизмами (и не только), с которыми люди имеют дело в повседневной жизни, можно объединить такими общими принципами:
- у них есть некий интерфейс ввода (получения команды от человека или посредника)
- у них есть интерфейс вывода (способ донести результат работы до человека или посредника)
- между интерфейсами ввода и вывода находится условный черный ящик, который каким-то образом преобразует информацию, получаемую через интерфейс ввода, в действия на устройствах вывода.

Каким образом устроен тот или иной черный ящик внутри для использования устройства по назначению в принципе не важно, но если хочется или требуется залезть поглубже, то внутри одного большого черного ящика можно обнаружить множество более мелких черных ящичков, которые связаны между собой точно такими же интерфейсами ввода и вывода - и так бесконечно вглубь по рекурсии.

Иерархию черных ящиков для электронных вычислительных систем можно грубо изобразить например такой картиной:

1. Самый простой вариант - система "телевизор" - пульт управления (ввод - кнопка "включить") - приемник (черный ящик) - вывод (экран телевизора - показывает кино) - подобные причинно-следственные механизмы умеют использовать в своих целях даже некоторые животные.

2. Чуть глубже (внутрь того же приемника из п1, если телевизор цифровой) - абстракция программ внутри компьютера. Ввод и вывод обычно расположены на одном окне (адресная строка браузера и кнопка "обновить" как ввод, изображение страницы с загруженным сайтом как вывод) - способен разобраться любой современный обыватель, но что при этом происходит внутри программы (черный ящик) между вводом адреса сайта и отображением страницы на мониторе для многих уже покрывается таинственным туманом, но конечно не для студентов прикладной математики и не для школьников, которые научились основам программирования на уроках информатики.

3. Глубже в программу - обладая навыками процедурного, объектно-ориентированного, функционального или какого-нибудь еще программирования, инженер-программист (или студент прикладной математики) может описать логику поведения программы из пункта 2 или хотябы примерно представить, как там все работает (считать ввода из текствого поля, подключиться к сети, нарисовать на мониторе картинку и т.п). Но при этом при создании самой программы он будет оперировать базовыми типами данных (целые числа, числа с плавающей точкой и т.п) и логическими механизмами (циклы, условные операторы, последовательное выполнение кода строка за строкой и т.п), которые ему как человеку, обученому десятичному счету в глубоком детстве родителями или в садике и основам процедурного программирования чуть позже в школе, вполне привычны, но в качестве строительных блоков программы они ему в некотором роде "даны свыше" - он знает, что он с ними может делать, знает, как получить от них нужных результат, но он не знает откуда они взялись и почему они могут работать именно так, как работают (в точности как бабушка с пультом от телевизора из п1, только парой уровней абстракций глубже).



4. Чуть глубже программы на Си/С++ лежит область ассемблера и внутреннего устройства операционной системы - начало серой области для студентов прикладной математики и других "программистских" специальностей - кто-то может изучить эту область самостоятельно (стиль мышления при написании программы на ассемблере конечно сильно отличается от стиля написания программы на том же Си, но в общем, обладая основами процедурного мышления, разобраться с основными принципами ассемблера вполне реально) или на ознакомительных лабах (поверхностно или чуть глубже), кто-то может к ней вообще не прикасаться, но примерно представлять, как там и что внутри происходит, но

5. уровнем ниже находится область, в которую из обозначенной целевой аудитории не спускается практически никто (даже механизмы ввода и вывода в общем почти скрыты в тумане). Это процессор и всякие другие устройства, которые обычно приделаны к материнской плате, ну и собственно сама плата в том числе.



xxx. После этого уже где-то совсем глубоко внизу лежит упомянутый выше школьный курс электродинамики с напряжением, сопротивлением и током, связанных между собой законом Ома. Что находится между уровнем 3-4 и законом Ома, сколько там промежутоных уровней с черными ящиками и каким образом могут выглядеть эти черные ящики - совершенно не ясно - в общем как раз где-то здесь и находится тот самый вакуум, про который уже неоднократно упоминали ранее.

В рамках курса практический занятий внутри этого вакуума будет выстроено 5 дополнительных уровней-черных-ящиков-ступеней, которые должны в общих чертах связать закон Ома и программу на С/C++ - по одной ступени на каждый урок. Ну и "Лабораторная работа 1 - Сборка простых электронных схем на основе микросхем малой степени интеграции" будет первым из уровней - будет первой надстройкой над законом Ома, который в свою очередь покоится над некоторыми другими физико-химическими электродинамическими эффектами (внутрь которых мы спускаться уже в принципе не будем).
Tags: процессоры, физика, цифровая электроника для программистов
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 4 comments