Классификация логических устройств

В цифровой технике для обозначения различной информации пользуются кодовыми словами, которые представляют собой последовательность символов 0 и 1 (логических переменных), например: 10111011.

Цифровые устройства (либо их узлы) можно классифицировать по различным признакам.

По способу ввода и вывода кодовых слов различают логические устройства параллельного, последовательного и смешанного действия. В логических устройствах параллельного действия все n символов каждого входного слова подаются одновременно, т.е. в параллельном коде. В такой же форме на выходе образуется выходное слово. Очевидно, что в этом случае в устройстве необходимо иметь отдельный вход (выход) для каждого разряда входного (выходного) слова. В логических устройствах последовательного действия символы входного кодового слова поступают не одновременно, а последовательно во времени, символ за символом, т.е. в последовательном коде. В такой же последовательной форме выдается выходное слово. В логических устройствах смешанного действия входные и выходные кодовые слова представляются в различных формах. Такие устройства могут использоваться для преобразования кодовых слов из одной формы представления в другую.

По способу функционирования логические (цифровые) устройства (и их узлы) делятся на два класса: комбинационные цифровые устройства (КЦУ) и последовательностные цифровые устройства (ПЦУ). В КЦУ (цифровых автоматах без памяти) каждый символ на выходе определяется комбинацией символов на входах в текущий момент времени и не зависит от того, какие символы ранее действовали на этих входах, т.е. КЦУ не обладают памятью. В ПЦУ (цифровых автоматах с памятью) выходной сигнал определяется не только набором символов на входах в текущий момент времени, но и внутренним состоянием устройства, которое зависит от предыдущих значений символов на входах, т.е. ПЦУ обладают памятью.

Способы задания логических функций

Для задания логических функций используют два способа: табличный и аналитический.

При табличном способе строится таблица истинности, в которой приводятся все возможные значения наборов аргументов и значения логической функции, которые она принимает на каждом наборе. Число наборов аргументов N, т.е. число строк в таблице истинности, определяется по формуле где n – число аргументов. Например, таблица истинности для логических функций одного аргумента приведена в таблице 3. Существует всего четыре функции одного аргумента.

Таблица 3 – Таблица истинности для элементарных логических функций одного аргумента

Аргумент X	Логические функции
0	0	0	1	1
1	0	1	0	1

При n = 2 число наборов значений аргументов равно а число функций Таблица истинности для логических функций двух аргументов представлена в таблице 4.

Таблица 4 – Таблица истинности для элементарных логических функций двух аргументов

Аргу­менты		Функции
0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
0	1	0	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1	1
1	0	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1	0	0	1	1
1	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1	0	1

При аналитическом способе логическая функция записывается в форме логического выражения, показывающего, какие логические операции над аргументами функции и в какой последовательности должны выполняться, например:

(6)

Таблица истинности наиболее наглядно описывает функционирование некоторого логического устройства, но, чтобы построить логическую схему устройства, необходимо логическую функцию задать аналитическим способом.