- •Содержание
- •Введение
- •1. Функции алгебры логики и их свойства
- •1.1. Функции одной переменной
- •1.2. Функции двух переменных
- •1.4. Обратные и инверсные логические функции
- •1.4.1. Обратные функции
- •Прямое соответствие (рис. 2,а)
- •Обратное соответствие (рис. 2,б)
- •1.4.2. Инверсные функции
- •1.5. Приоритеты операций
- •1.6. Законы и тождества булевой алгебры
- •1.7. Вопросы для самоконтроля
- •2. Формы задания логических функций
- •2.1. Словесная форма
- •2.2. Табличная форма
- •2.3. Задание формулой
- •2.3.1. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •Выводы:
- •Правила составления сднф
- •2.3.2. Совершенная конъюнктивная нормальная форма
- •Правила составления скнф
- •2.3.3. Дизъюнктивные и конъюнктивные нормальные формы
- •2.3.4. Минтермы, макстермы и их свойства
- •2.4. Другие формы задания логических функций
- •2.5. Вопросы для самоконтроля
- •3. Функционально полные системы функций
- •Штрих Шеффера
- •Стрелка Пирса
- •Импликация и «0»
- •3.1. Теорема Поста–Яблонского
- •3.1.1. Определение минимального базиса
- •3.1.2. Функции, не сохраняющие 0 и 1
- •3.1.3. Двойственная функция
- •3.1.4. Монотонная функция
- •3.3. Вопросы для самоконтроля
- •4. Минимизация логических функций
- •4.1. Расчетный метод
- •4.1.1. Склеивание
- •4.1.2. Поглощение
- •4.1.3. Развертывание
- •4.2. Карты Карно
- •4.3. Минимизация систем логических уравнений
- •4.4. Частично определенная логическая функция
- •4.5. Вопросы для самоконтроля
- •5. Синтез и анализ логических схем
- •5.1. Схемы на переключателях, диодах и транзисторах
- •5.2. Схемы на логических элементах
- •5.2.1. Реализация функции на элементах и, или, не
- •5.2.2. Реализация функции на элементах и–не
- •5.2.3. Реализация функции на элементах или–не
- •5.3. Анализ схем
- •5.4. Оценка качества схем
- •5.5. Вопросы для самоконтроля
- •6. Булева производная
- •6.1. Контроль работоспособности логических схем
- •6.2. Построение тестов методом булевой производной
- •6.2.1. Свойства булевой производной
- •6.3. Вопросы для самоконтроля
- •7. Примеры преобразований логических функций
- •7.1. Представление логических функций в системе и, или, не
- •7.2. Построение таблиц истинности
- •7.3. Преобразование кнф в днф и днф в кнф Преобразование кнф в днф
- •Преобразование днф в кнф
- •7.4. Доказательства равенства логических функций
- •7.5. Разложение логических функций по переменным
- •7.5.1. Последовательное разложение по всем переменным Разложение по п. 1.6.13 (1)
- •Разложение по п. 1.6.13 (2)
- •7.5.2. Параллельное разложение по всем переменным разложение по п. 1.6.13 (1)
- •Разложение по п. 1.6.13 (2)
- •8. Домашняя работа
- •8.1. Задание
- •8.2. Выполнение
- •Проверить двумя способами эквивалентность формул
- •С помощью эквивалентных преобразований привести формулу к днф, кнф, сднф, скнф, получить полином Жегалкина.
- •С помощью карт Карно найти все минимальные днф функции трех переменных ƒ(X,y,z).
- •С помощью карт Карно найти все минимальные днф и кнф булевой функции четырех переменных , заданной вектором своих значений.
- •Является ли полной система функций? Образует ли она минимальный базис?
- •9. Список литературы
- •Введение в булеву алгебру
- •Гоу впо “Московский государственный университет приборостроения и информатики”
- •107996, Москва, ул. Стромынка, 20
4.5. Вопросы для самоконтроля
Какие методы минимизации логических функций Вы знаете?
Поясните понятие Склеивание. Приведите пример.
Поясните понятия «соседние конъюнкции», «соседние дизъюнкции».
Поясните понятие Поглощение. Приведите пример.
Поясните понятие Развертывание. Приведите пример.
Как получить с помощью развертывания СДНФ?
Как получить с помощью развертывания СКНФ?
Поясните понятия «конституента единицы» и «конституента нуля».
Каков порядок минимизации логических функций, заданных в СДНФ, при расчетном методе?
Что такое карта Карно? Как она получается?
Как проводится минимизация логических функций с помощью карт Карно?
Какие элементы карты Карно являются соседними?
Каковы особенности минимизации систем логических уравнений?
Каковы особенности минимизации частично определенных функций?
5. Синтез и анализ логических схем
Порядок действий разработчика при синтезе логической схемы таков:
– Слово – Таблица истинности – Формула – Схема.
Порядок действий исследователя при анализе логической схемы таков:
– Схема – Формула – Таблица истинности – Слово.
5.1. Схемы на переключателях, диодах и транзисторах
логические функции можно реализовывать на элементах различной физической природы. На рис. 9,а показаны примеры логических (переключательных) схем на контактах тумблеров или реле, а на рис. 9,б и рис. 9,в показаны схемы на диодах и транзисторах, реализующие типовые логические функции.
Рисунок 9,а – Реализация констант 0, 1, функций
И, ИЛИ, НЕ и
на переключателях
Дадим некоторые пояснения к рис 9,а.
Контакт, соответствующий логической переменной x, называется замыкающим (на рис. 9,а обозначен как xз). Он замыкается и пропускает ток при x = 1 и размыкается при x = 0.
Контакт,
соответствующий логической переменной
с отрицанием
,
называется размыкающим (на рис. 9,а
обозначен как xр).
при x
= 0 он замкнут и пропускает ток, а при x
= 1 размыкается (см. также реализацию
функции НЕ).
Константы «0» и «1» представляются постоянно разомкнутым и постоянно замкнутым контактами.
Таким образом, значению 1 соответствует состояние контакта «ток проходит», а значению 0 – «ток не проходит». Функции x1 x2 соответствует последовательное соединение контактов, а функции x1 x2 – параллельное соединение контактов (см. рис. 9,а).
Положения контактов, указанные на рис. 9,а, соответствуют нулевым значениям переменных.
Рисунок 9,б – Реализация логических функций на диодах
Рисунок 9,в – Реализация логических функций на транзисторах
На рис. 9,б и рис. 9,в даны самые простые варианты логических элементов на диодах и транзисторах. Главное – эти элементы функционируют в соответствии с таблицами истинности логических функций, имеющих те же имена.
Типовые схемы на полупроводниковых элементах принято обозначать в виде условных графических обозначений элементов, показанных в табл. 31.
Таблица 31 |
||
Отечественное обозначение |
Функция |
Зарубежное обозначение |
|
НЕ |
|
|
ИЛИ |
|
|
И |
|
|
ИЛИ – НЕ |
|
|
И – НЕ |
|
|
Исключающее ИЛИ |
|
|
Равнозначность |
|
