ФОС Входной контроль МПС и программирование МК 3 курс - BysonHunter/Tavrich_college GitHub Wiki
Входной контроль знаний
МДК.02.01 «Микропроцессорные системы» и МДК.02.02 «Программирование микроконтроллеров»
Курс: 3
Назначение: определение исходного уровня знаний и представлений обучающихся перед изучением дисциплин, связанных с микропроцессорными системами и программированием микроконтроллеров.
Рекомендуемое время выполнения: 35–40 минут.
Максимальное количество баллов: 20.
Инструкция студенту
Выполните все 10 заданий.
В заданиях с вычислениями обязательно покажите ход решения.
При ответе на теоретические вопросы старайтесь использовать технические термины и формулировать ответ кратко, но точно.
Калькулятор для перевода чисел между системами счисления использовать не рекомендуется.
Задание 1. Микропроцессор и микроконтроллер
Объясните своими словами, что такое:
- микропроцессор;
- микроконтроллер.
Назовите не менее двух отличий микроконтроллера от микропроцессора общего назначения.
Максимум: 2 балла.
Задание 2. Состав микропроцессорной системы
Из приведенного списка выберите компоненты, которые могут входить в состав микропроцессорной системы:
- процессор;
- оперативная память;
- постоянная память;
- порты ввода-вывода;
- системная шина;
- датчик температуры;
- исполнительное устройство;
- клавиатура;
- монитор.
Разделите выбранные элементы на две группы:
а) внутренние компоненты микропроцессорной системы;
б) внешние устройства, с которыми она может взаимодействовать.
Максимум: 2 балла.
Задание 3. Входы и выходы системы
Рассмотрите простую систему автоматического управления вентилятором.
Система содержит:
- датчик температуры;
- кнопку ручного включения;
- микроконтроллер;
- светодиодный индикатор;
- двигатель вентилятора.
Определите:
- какие устройства являются входными;
- какие устройства являются выходными;
- какую роль выполняет микроконтроллер.
Максимум: 2 балла.
Задание 4. Представление данных
Ответьте на вопросы.
- Сколько бит содержит 1 байт?
- Какой диапазон значений можно представить 8-разрядным беззнаковым числом?
- Сколько различных комбинаций можно получить с помощью 8 бит?
Кратко объясните, почему ответы на пункты 2 и 3 связаны между собой.
Максимум: 2 балла.
Задание 5. Двоичная система счисления
Переведите двоичные числа в десятичную систему:
1010₂110101₂11111111₂
Покажите разложение хотя бы одного числа по степеням двойки.
Максимум: 2 балла.
Задание 6. Перевод из десятичной системы в двоичную
Переведите в двоичную систему:
13₁₀42₁₀100₁₀
Для одного из чисел покажите способ перевода делением на 2 с записью остатков.
Максимум: 2 балла.
Задание 7. Шестнадцатеричная система счисления
Переведите шестнадцатеричные числа в десятичную систему:
A₁₆2F₁₆7B₁₆
Напомните, каким десятичным значениям соответствуют символы:
A, B, C, D, E, F.
Максимум: 2 балла.
Задание 8. Перевод между двоичной и шестнадцатеричной системами
Выполните преобразования:
10101100₂ → ?₁₆11110001₂ → ?₁₆3D₁₆ → ?₂
Объясните, почему при таком переводе удобно делить двоичное число на группы по 4 бита.
Максимум: 2 балла.
Задание 9. Одно число в трех системах счисления
Заполните таблицу.
| Десятичная система | Двоичная система | Шестнадцатеричная система |
|---|---|---|
25₁₀ |
? | ? |
| ? | 00111100₂ |
? |
| ? | ? | 5A₁₆ |
Все полученные значения должны обозначать одно и то же число в соответствующей строке.
Максимум: 2 балла.
Задание 10. Практическая задача
В микроконтроллере имеется 8-разрядный регистр состояния портов.
В некоторый момент его значение равно:
10110110₂
Ответьте:
- Запишите значение регистра в шестнадцатеричном виде.
- Запишите значение регистра в десятичном виде.
- Сколько бит регистра имеют значение
1? - Если каждый бит соответствует одному цифровому выходу, сколько выходов сейчас находятся в логическом состоянии
1?
Максимум: 2 балла.
Лист для ответов
| № задания | Ответ / результат |
|---|---|
| 1 | |
| 2 | |
| 3 | |
| 4 | |
| 5 | |
| 6 | |
| 7 | |
| 8 | |
| 9 | |
| 10 |
Критерии предварительной оценки
| Баллы | Уровень начальной подготовки | Интерпретация |
|---|---|---|
| 17–20 | высокий | Студент уверенно владеет базовыми понятиями, системами счисления и форматами данных. |
| 13–16 | достаточный | Основные представления сформированы, имеются отдельные пробелы. |
| 8–12 | базовый | Знания фрагментарны; требуется повторение основ цифровой техники и систем счисления. |
| 0–7 | низкий | Необходим вводный повтор базовых понятий перед изучением МПС и программирования микроконтроллеров. |
Примечание преподавателю: результаты входного контроля рекомендуется использовать прежде всего для диагностики исходного уровня группы, а не как итоговую отметку по дисциплине.
Ключ для преподавателя
1.
Микропроцессор — программно-управляемое цифровое устройство, выполняющее обработку данных и команды программы.
Микроконтроллер — интегральная микросхема, в которой кроме вычислительного ядра обычно размещены память и периферийные устройства: GPIO, таймеры, АЦП, последовательные интерфейсы и др.
Примеры отличий: степень интеграции, наличие встроенной памяти и периферии, ориентация микроконтроллера на управление устройствами.
2.
К внутренним компонентам можно отнести процессор, ОЗУ, ПЗУ, порты ввода-вывода и системную шину.
Датчик, исполнительное устройство, клавиатура и монитор являются внешними устройствами.
3.
Входы: датчик температуры, кнопка.
Выходы: светодиодный индикатор, двигатель вентилятора.
Микроконтроллер принимает входные данные, обрабатывает их по программе и формирует управляющие сигналы.
4.
1 байт = 8 бит.
Диапазон беззнакового 8-разрядного числа: 0…255.
Количество комбинаций: 2⁸ = 256.
5.
1010₂ = 10₁₀110101₂ = 53₁₀11111111₂ = 255₁₀
6.
13₁₀ = 1101₂42₁₀ = 101010₂100₁₀ = 1100100₂
7.
A₁₆ = 10₁₀2F₁₆ = 47₁₀7B₁₆ = 123₁₀
Соответствия: A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15.
8.
10101100₂ = AC₁₆11110001₂ = F1₁₆3D₁₆ = 00111101₂
Одна шестнадцатеричная цифра соответствует четырем двоичным разрядам, потому что 16 = 2⁴.
9.
| Десятичная | Двоичная | Шестнадцатеричная |
|---|---|---|
25₁₀ |
00011001₂ |
19₁₆ |
60₁₀ |
00111100₂ |
3C₁₆ |
90₁₀ |
01011010₂ |
5A₁₆ |
10.
10110110₂ = B6₁₆ = 182₁₀.
Количество единиц: 5.
Следовательно, в логическом состоянии 1 находятся 5 цифровых выходов.