Этап 1. Организационный вход и мотивация (5 минут)
Прямая речь преподавателя:
«Здравствуйте! Сегодня мы переходим от теоретической логики к реальной схемотехнике цифровых компьютеров. Любой центральный процессор состоит из миллиардов элементарных транзисторных ключей, объединенных в вентили. Прежде чем проектировать сложные узлы — сумматоры, регистры, шины, — каждый специалист по вычислительной технике должен свободно читать комбинационные схемы, мгновенно просчитывать логические состояния узлов и уметь локализовать ошибки монтажа. Открываем рабочие материалы практической работы.»
Действия обучающихся: Организация рабочего пространства, загрузка электронной формы практической работы, заполнение полей фамилии, группы и даты.
Этап 2. Актуализация знаний и фронтальный опрос (10 минут)
Преподаватель проводит экспресс-опрос аудитории для проверки готовности к практическим вычислениям:
- Вопрос: Какой логический вентиль выдает 0 только при одновременной подаче двух единиц? (Ответ: И-НЕ / NAND).
- Вопрос: Сколько возможных комбинаций входных сигналов существует для схемы с тремя входами A, B, C? (Ответ: $2^3 = 8$ комбинаций).
- Вопрос: В каком порядке принято перебирать двоичные наборы? (Ответ: по возрастанию двоичного кода от 000 до 111).
Инструктаж преподавателя:
«Помните главное правило надежности: не объединяйте несколько ступеней логики в уме. Если в схеме есть инвертор на шине B, сначала в отдельной колонке вычислите отрицание B, затем выполните конъюнкцию и только потом — дизъюнкцию на выходе.»
Этап 3. Показ эталонного способа действия (5 минут)
Преподаватель демонстрирует на доске / проекторе методику трассировки цепи:
Прямая речь преподавателя:
«Посмотрим на первое логическое звено: у нас есть вход B. Если B=0, то на выходе инвертора мы получаем X1 = 1. Если на входе A при этом единица, то конъюнктор И-1 выдает единицу. Так мы получаем гарантированно верную промежуточную точку X2. Давайте зафиксируем этот алгоритм.»
Этап 4. Самостоятельная практическая работа студентов (40 минут)
Обучающиеся индивидуально выполняют три ключевых блока в электронной форме:
- Заполнение 8 строк таблицы истинности для промежуточных узлов $X_1, X_2, X_3$ и выхода $F$.
- Письменное аналитическое обоснование условий формирования логической единицы на выходе схемы.
- Диагностика неисправности: анализ отклонений на контрольных наборах 100, 101, 110, локализация места обрыва/замыкания и формулировка способа ремонта.
Преподаватель осуществляет индивидуальный контроль, отвечает на вопросы процедурного характера, не допуская подсказки правильных ответов.
Этап 5. Контроль, проверка и разбор типичных затруднений (15 минут)
Преподаватель организует проверку хода решений и совместное обсуждение инженерного кейса:
Разбор типовой ошибки преподавателем:
«Обратите внимание на диагностический кейс: почему на наборе 100 на реальном макете появился 0 вместо 1? Потому что конъюнктор И-1 был подключен напрямую к B, минуя инвертор. При B=0 на вход конъюнктора пришел 0, и результат сбросился. Проверьте, отразили ли вы эту причину в своих выводах!»
Этап 6. Итог занятия и сохранение отчетов (5 минут)
Обучающиеся проверяют заполнение полей, нажимают кнопку сохранения в PDF и передают файлы преподавателю. Преподаватель фиксирует выполнение работы в журнале и озвучивает домашнее задание для самостоятельного углубления (схема контроля четности).