Модернизированная виртуальная лаборатория «Комбинационные цифровые устройства. Версия 2» | Статья в сборнике международной научной конференции

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 17 августа, печатный экземпляр отправим 21 августа.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Кожанов Р. В., Котова К. Ю., Кожанова Е. Р. Модернизированная виртуальная лаборатория «Комбинационные цифровые устройства. Версия 2» [Текст] // Исследования молодых ученых: материалы IV Междунар. науч. конф. (г. Казань, ноябрь 2019 г.). — Казань: Молодой ученый, 2019. — С. 5-8. — URL https://moluch.ru/conf/stud/archive/350/15381/ (дата обращения: 22.11.2019).



В статье описывается модернизированная виртуальная лаборатория «Комбинационные цифровые устройства. Версия 2», в которой добавлены устройства (сумматор, компаратор), таблицы истинности и поясняющие надписи, помогающие в обучении основам цифровой техники.

Ключевые слова: программное обеспечение, виртуальная лаборатория, комбинационные цифровые устройства, дешифратор, шифратор, демультиплексор, мультиплексор, сумматор, компаратор.

В настоящее время существует много виртуальных лабораторий по различных дисциплинам, в том числе по цифровым устройствам и основам микропроцессорной техники. Это обусловлено не только обеспечением учебного процесса в учебных заведениях среднего профессионального образования и высшего образования, то появлением детских школ и кружков технического творчества и робототехники, где изучение основ цифровой и микропроцессорной техники актуально.

В статье [1] описана начальная версия виртуальной лаборатории «Комбинационные цифровые устройства» (рис. 1), созданная в Microsoft Visual StudioС# и представляющая собой четыре вкладки (дешифратор, шифратор, демультиплексор, мультиплексор), на которых размещены соответствующие виртуальные приборы. Для работы с каждым прибором предусмотрено имитация его включение / выключения в сеть, что фиксируется изменением индикатора (зеленый / красный) в области 1 рисунка 1. Прибор представлен в виде прямоугольного корпуса, на передней панели которого изображено условно — графическое обозначение (УГО) каждого прибора. Слева расположены тумблеры для ввода информации, по количеству входов виртуального прибора и их кодировка положения («1», «0»), а также кнопка «Расчет» (область 2, рис. 1), при нажатии на которую происходит опрос входов и визуализация результата работы виртуального прибора (область 3, рис. 1). Кроме этого имеется строка меню, состоящая из двух пунктов — Файл и Справка.

Рис. 1. Интерфейс вкладок виртуальной лаборатории «Комбинационные цифровые устройства» с областями: 1 — кнопка включения / выключения прибора, 2 — тумблеры для ввода информации в виртуальный прибор и кнопка «Расчет», 3 — область визуализации работы прибора [1]

В ходе апробации начальной версии виртуальной лаборатории были предложены следующие направления модернизации [2]:

1) расширения перечня комбинационных цифровых устройств за счет добавления сумматора и компаратора;

2) ввод дополнительной области для таблицы истинности работы виртуального прибора.

3) увеличение разрядности каждого виртуального прибора.

Анализ и реализация двух вышеперечисленных направлений определил интерфейс вкладок модернизированной виртуальной лаборатории «Комбинационные цифровые устройства. Версия 2» (рис. 2).

Рис. 2. Интерфейс вкладок модернизированной виртуальной лаборатории «Комбинационные цифровые устройства. Версия 2»

Как видно из рисунка 2, модернизированная виртуальная лаборатория имеет шесть вкладок, за счет добавления двух вкладок с виртуальными приборами — сумматор и компаратор. Кроме этого, были добавлены поясняющие надписи над линиями связи, которые появляются только во включенном режиме (рис. 3). На рисунке 3а показаны поясняющие надписи на входе при изменении положения тумблеров и пустая таблица истинности. На рисунке 3б — поясняющие надписи на выходе виртуального прибора, возникающие после нажатия кнопки «Расчет», визуализация результата работы (вместе с зеленым индикатором появляется соответствующая надпись «2») и в таблице истинности заполняется первая строка, фиксирующая результат первого эксперимента виртуального прибора — дешифратора.

Аналогично поясняющие надписи сделаны для всех виртуальных приборов. Для сумматора слева сделаны дополнительные поясняющие надписи, которые показывают результат сложение двух битовых чисел А и В с учетом переноса Р, заданных при помощи тумблеров виртуального прибора — сумматора (рис. 4).

а)

б)

Рис. 3. Поясняющие надписи при работе с виртуальным прибором Дешифратор: а — при вводе данных, б — при визуализации результатов работы

Рис. 4. Поясняющие надписи при работе с виртуальным прибором Сумматор

Авторами было проанализировано третье направление модернизации — увеличение разрядности каждого виртуального прибора. Данное направление может быть реализовано двумя путями: путем увеличения вкладок, что является не удобным для работы и поиска, или введением в интерфейс элемента TreeView (проводника), в котором будет шесть групп — это соответствует шести виртуальным приборам, а в каждой группе несколько приборов различной разрядности.

В дальнейшем планируется реализовать направление, связанное с расширение разрядности виртуальных приборов при помощи элемента TreeView, а выбор разрядности каждого прибора необходимо обосновывать возможностью качественного и понятного отображения прибора на экране монитора.

Литература:

  1. Столбова Е. Н., Сторожев А. В., Кожанова Е. Р. Виртуальная лаборатория «Комбинационные цифровые устройства»/ Е. Н. Столбова, А. В. Сторожев, Е. Р. Кожанова // Информационно-коммуникационные технологии в науке, производстве и образовании ICIT-2017: сборник статей Международной научно-практической конференции, 2017. — С. 389–394.
  2. Сторожев А. В. К вопросу модернизации виртуальной лаборатории «Комбинационные цифровые устройства» / А. В. Сторожев; науч. руководитель Е. Р. Кожанова // Образование. Наука. Карьера: сборник научных статей научно-методической конференции. В 2-х томах. Ответственный редактор А. А. Горохов. 2018. С. 113–115.
  3. Браммер Ю. А. Цифровые устройства: учебное пособие для студ., обуч. по спец. «Радиоэлектронные системы» / Ю. А. Браммер, И. Н. Пащук. — М.: Высшая школа, 2004. — 242 с.
Основные термины (генерируются автоматически): виртуальный прибор, модернизированная виртуальная лаборатория, устройство, прибор, надпись, интерфейс вкладок, виртуальная лаборатория, микропроцессорная техника, начальная версия, ввод информации.

Ключевые слова

программное обеспечение, дешифратор, мультиплексор, виртуальная лаборатория, комбинационные цифровые устройства, шифратор, демультиплексор, сумматор, компаратор

Похожие статьи

Применение возможностей виртуальных лабораторий в учебном...

Для того чтобы в полной мере понять значимость и необходимость виртуальных лабораторий в современном образовании необходимо начать рассмотрение данного вопроса с материально технической оснащенности учебных заведений различного уровня.

Использование виртуальных лабораторий – фактор повышения...

«Виртуальная лаборатория» позволяет следовать в русле быстро меняющейся элементной базы благодаря доступности через Интернет моделей электронных устройств, дает возможность применять в исследованиях самые современные изделия.

Виртуальный лабораторный практикум для исследования...

Ключевые слова: виртуальный лабораторный практикум, колебательные процессы.

Виртуальная лабораторная установка «Исследование гармонических колебаний» [2]

Работа во вкладке «Разложение колебаний на спектральные составляющие» позволяет пользователю...

Применение LabView при реализации виртуальных...

Ключевые слова: LabView, виртуальные измерительные устройства. Key words: LabView, virtual measurement devices. Введение. Основное требование современного образования – подготовка специалистов...

Современные периферийные устройства виртуальной реальности

Шлем виртуальной реальности. Общепринятое название «виртуальный шлем» не лучшим образом

Шлем виртуальной реальности представляет собой устройство, предназначенное для

Манипуляторы, или так называемые интерфейсы пользователя с обратной связью...

Применение ИКТ в натурном эксперименте лабораторного...

В статье рассмотрены различные подходы к использованию ИКТ в натурном эксперименте в рамках лабораторного практикума по физике. Выделены три направления использования информационных технологий при проведении эксперимента: натурный эксперимент в его...

виртуальная лаборатория , лаборатория , программное...

В статье рассмотрены виртуальные лаборатории двух типов: позволяющие проводить опыты с реальной экспериментальной установкой и

Основные термины (генерируются автоматически) : колебание, виртуальная лаборатория, результат сложения, лаборатория, лабораторная...

Актуальность использования виртуальных лабораторных работ...

Виртуальные лабораторные работы обеспечивают максимальную наглядность, точность соответствия модели реального оборудования для проведения экспериментов. В данной статье рассматриваются важность создания виртуальных лабораторныхработ для дисциплины...

Комплекс электронных лабораторных установок как...

Внедрение в эксплуатацию комплекса электронных виртуальных лабораторных установок в

В последние годы основные достижения в различных областях науки и техники неразрывно связаны с

Все большее число разработчиков создает виртуальные приборы, допускающие...

Похожие статьи

Применение возможностей виртуальных лабораторий в учебном...

Для того чтобы в полной мере понять значимость и необходимость виртуальных лабораторий в современном образовании необходимо начать рассмотрение данного вопроса с материально технической оснащенности учебных заведений различного уровня.

Использование виртуальных лабораторий – фактор повышения...

«Виртуальная лаборатория» позволяет следовать в русле быстро меняющейся элементной базы благодаря доступности через Интернет моделей электронных устройств, дает возможность применять в исследованиях самые современные изделия.

Виртуальный лабораторный практикум для исследования...

Ключевые слова: виртуальный лабораторный практикум, колебательные процессы.

Виртуальная лабораторная установка «Исследование гармонических колебаний» [2]

Работа во вкладке «Разложение колебаний на спектральные составляющие» позволяет пользователю...

Применение LabView при реализации виртуальных...

Ключевые слова: LabView, виртуальные измерительные устройства. Key words: LabView, virtual measurement devices. Введение. Основное требование современного образования – подготовка специалистов...

Современные периферийные устройства виртуальной реальности

Шлем виртуальной реальности. Общепринятое название «виртуальный шлем» не лучшим образом

Шлем виртуальной реальности представляет собой устройство, предназначенное для

Манипуляторы, или так называемые интерфейсы пользователя с обратной связью...

Применение ИКТ в натурном эксперименте лабораторного...

В статье рассмотрены различные подходы к использованию ИКТ в натурном эксперименте в рамках лабораторного практикума по физике. Выделены три направления использования информационных технологий при проведении эксперимента: натурный эксперимент в его...

виртуальная лаборатория , лаборатория , программное...

В статье рассмотрены виртуальные лаборатории двух типов: позволяющие проводить опыты с реальной экспериментальной установкой и

Основные термины (генерируются автоматически) : колебание, виртуальная лаборатория, результат сложения, лаборатория, лабораторная...

Актуальность использования виртуальных лабораторных работ...

Виртуальные лабораторные работы обеспечивают максимальную наглядность, точность соответствия модели реального оборудования для проведения экспериментов. В данной статье рассматриваются важность создания виртуальных лабораторныхработ для дисциплины...

Комплекс электронных лабораторных установок как...

Внедрение в эксплуатацию комплекса электронных виртуальных лабораторных установок в

В последние годы основные достижения в различных областях науки и техники неразрывно связаны с

Все большее число разработчиков создает виртуальные приборы, допускающие...