Представление эвм как сложной структуры с множествами входов и выходов (по Пятибратову)

ЭВМ

Х₁ У₁

Х_i У_j

Хn Уm

где Х_i - i - вход;

n - число входов;

У_j - выход;

m - число выходов в устройстве.

В этом случае зависимостями

У_j = F ( Х_1, Х_{2, …} Х_{i …} Хn )

можно описывать алгоритм работы любого устройства ЭВМ. Каж­дая такая зависимость У_j является булевой функцией, у которой чис­ло возможных состояний и каждой ее независимой переменной равно двум (стандарт ISO 2382/2-76), т.е. функцией алгебры логики, а ее аргументы определены на множестве {0,1}. Алгебра логики устанав­ливает основные законы формирования и преобразования логических функций. Она позволяет представить любую сложную функцию в виде композиции простейших функций.

2.1. Основные операции алгебры логики.

Дизъюнкция - операция логического сложе­ния (операция ИЛИ, знак операции - V).

Пример. У = Х₁ V Х₂

Конъюнкция операция логического умножения (операция И, знак операции - •).

Пример У = Х₁ • Х₂

Инверсия - операция логического отрицания (операция НЕ, знак операции - ^).

Пример У = Х

2.2. Прочие операции алгебры логики.

Отрицание дизъюнкции - (стрелка Пирса).

Пример. У = Х₁ V Х₂ = Х₁ • Х₂

Отрицание конъюнкции - (штрих Шеффера).

Пример. У = Х₁ • Х₂ = Х₁ V Х₂

Логическая равнозначность.

Пример. У = Х₁ • Х₂ V Х₁ • Х₂

Логическая неравнозначность.

Пример. У = Х₁ • Х₂ V Х₁ • Х₂ = Х₁ • Х₂ V Х₁ • Х₂

Функция в алгебре логики — алгебраическое выражение, содержащее элементы алгеб­ры логики связанные между собой операциями, определенными в этой алгебре.

Из перечисленных функций двух переменных можно строить сколь угодно сложные зависимости, отражающие алгоритмы преобразова­ния информации, представленной в двоичной системе счисления. Алгебра логики устанавливает правила формирования логически пол­ного базиса простейших функций, из которых могут строиться любые более сложные.

Основным является набор трех функций - инверсия, дизъюнкция, конъюнкция. Ра­бота с функциями, представленными в этом базисе, очень похожа на использование операций обычной алгебры.

Другие комби­нации простейших логических функций также обладают свойством ло­гической полноты - инвер­сия - дизъюнкция и инверсия – конъюнкция. Используются также минимальные базисы, включающие по одной операции - отрицание дизъюнкции и отрицание конъюнкции.

2.3. Таблицы истинности.

Таблицы истинности получили такое название потому, что они оп­ределяют значение функции в зависимости от комбинации входных сигналов.

Этим функциям соответствуют определенные технические анало­ги:

• Функция У₀ = 0 может быть интерпре­тирована отключенной схемой, сигналы от которой не поступают ни к каким устройствам.

Х	У0
0 1	0 0

Х

• Технической ин­терпретацией функции У₁ = 1 может быть генератор импульсов. При отсутствии входных сигналов на выходе этого устройства всегда имеются импульсы (единицы).

Х	У1
0 1	1 1

Х

У₁

У₂

У₀

У₃

• Схема, реализующая зависимость У₂ = Х называется повторите­лем.

Х	У2
0 1	0 1

Х

Х

• Схема, реализующая зависимость У₃ = Х называется инвертором.

Х	У3
0 1	1 0