
- •Министерство образования и науки украины
- •Содержание
- •Глава 1 Арифметико-логические основы эвм
- •1.1 Информационные процессы
- •1.2. Обмен информацией между различными информационными устройствами
- •1.3. Аппаратные средства хранения и обработки информации
- •Глава 2 представление числовой информации в цифровом автомате
- •2.1. Системы счисления и понятие кода
- •2.2. Выбор системы счисления
- •2.3. Формальные правила двоичной арифметики
- •2.4. Перевод числа из одной позиционной системы счисления в другую
- •Глава 3 формы представления чисел в цифровых автоматах
- •3.1. Форма представления двоичных чисел с фиксированной запятой
- •3.2. Представление отрицательных чисел в формате с фиксированной запятой
- •3.3. Форма представление чисел с плавающей запятой
- •3.4. Перевод чисел из формата с фиксированной запятой в формат с плавающей запятой и обратно
- •3.5. Погрешности представления чисел
- •20 [A]ф2n- 1 для целых чисел
- •Глава 4. Арифметические действия с двоичными числами
- •4.1. Сложение двоичных чисел
- •4.1.1. Алгебраическое сложение чисел, представленных в форме с фиксированной запятой
- •4.1.2. Переполнение разрядной сетки
- •4.1.3. Модифицированный прямой, обратный и дополнительный код
- •4.1.4. Алгебраическое сложение чисел, представленных в форме с плавающей запятой
- •4.2. Умножение двоичных чисел
- •4.2.1. Методы умножения двоичных чисел
- •4.2.2. Умножение чисел, представленных в форме с фиксированной запятой
- •4.2.3. Умножение чисел, представленных в форме с плавающей запятой
- •4.2.4. Ускорение операции умножения
- •4.3. Деление двоичных чисел
- •4.3.1. Деление двоичных чисел, представленных в форме с фиксированной запятой.
- •4.3.2. Деление двоичных чисел, представленных в форме с плавающей запятой.
- •4.4. Оценка точности выполнения арифметических операций
- •4.4.1. Погрешность округления
- •Глава 5. Выполнение операций над двоично-десятичными числами
- •5.1. Представление десятичных чисел в д-кодах
- •5.2. Формальные правила поразрядного сложения в д-кодах
- •5.3. Представление отрицательных чисел в д-кодах
- •5.4. Выполнение операций сложения и вычитания в д-кодах
- •5.5. Умножение чисел в д-кодах
- •5.6. Деление чисел в д-кодах
- •5.7. Перевод чисел из д-кода в двоичный и из двоичного в д-код
- •Глава 6 Информационные основы цифровых автоматов
- •6.1. Понятие об информации и её преобразованиях
- •6.2. Преобразования алфавитной информации
- •6.3 Понятие об алгоритме
- •6.4 Понятие о дискретном (цифровом) автомате
- •Глава 7 Основы логического проектирования ца. Основные понятия алгебры логики.
- •7.1. Свойства элементарных функций алгебры логики
- •7.2. Аналитическое представление функций алгебры логики
- •7.3. Совершенные нормальные формы
- •7.4. Системы функций алгебры логики
- •7.5. Числовое и геометрическое представление фал
- •Глава 8 Минимизация функций алгебры логики
- •8.1 Метод Квайна
- •Ядро: мднф:
- •8.2 Метод Квайна-Мак-Класки
- •Простые импликанты: *111, 111*, 0**1
- •8.3 Метод Нельсона
- •8.4 Метод диаграмм Вейча
- •8.5 Метод самопонижающихся циклов
- •8.6 Минимизация монотонных функций
- •8.7 Минимизация конъюнктивных нормальных форм
- •8.8 Минимизация частично определенных булевых функций
- •8.9 Минимизация функций в базисах и-не и или-не
- •8.10 Минимизация систем булевых функций
- •Глава 9 Абстрактная теория автоматов
- •9.2 Декомпозиция абстрактных автоматов
- •Глава 10 Структурная теория автоматов
- •10.1 Композиция автоматов
- •Глава 11 Проектирование асинхронных цифровых автоматов
- •11.1 Проектирование комбинационных схем (кс) с учетом кобъед по входу и по выходу
- •11.2 Проектирование кс на дешифраторах и мультиплексорах
- •11.3 Проектирование кс на пзу
- •11.4 Проектирование кс на плм
- •Глава 12 Канонический метод структурного синтеза ца с памятью
- •12.1 Кодирование
- •12.2 Выбор элементов памяти автомата
- •12.3 Выбор структурно-полной системы элементов
- •12.4 Построение уравнений булевых функций возбуждения и выходов автомата
- •12.5 Построение функциональной схемы автомата
- •Глава 13 Обеспечение устойчивости функционирования ца
- •13.2 Проблема синтеза надёжных схем из ненадёжных элементов
- •13.3 Коды Хэмминга
- •Глава 14 Микропрограммные автоматы
- •14.2 Граф-схемы алгоритмов
8.1 Метод Квайна
Метод применим к СДНФ и основывается на применении двух основных соотношений:
склеивание
поглощение
Суть метода заключается в последовательном выполнении всех возможных склеиваний и затем всех поглощений, что приводит к СкДНФ.
Для получения МДНФ необходимо убрать из СкДНФ все лишние простые импликанты с помощью импликантной матрицы Квайна. В строках матрицы отмечаются простые импликанты, а в столбцах – конституэнты "1" булевой функции. Минимальные ДНФ строятся по импликантной матрице таким образом:
ищутся столбцы матрицы, имеющие только один крестик. Соответствующие этим крестикам простые импликанты называются базисными и составляют ядро булевой функции. Ядро обязательно входит в МДНФ.
рассматриваются различные варианты выбора совокупности простых импликант, которые накроют крестиками остальные столбцы матрицы, и выбираются варианты с минимальным суммарным числом букв в такой совокупности импликант.
Пример:
.
Избавимся от отрицаний и скобок:
Восстановим СДНФ, применяя развертывание:
Найдем СкДНФ, произведя все возможные склеивания:
Ищем МДНФ:
импликанты Конституэнты "1"
Я Я
Ядро: мднф:
8.2 Метод Квайна-Мак-Класки
Метод формализован на этапе нахождения простых импликант. Формализация проводится таким образом:
Все конституэнты "1" из СДНФ булевой функции
записываются их двоичными номерами.
Все номера разбиваются на непересекающиеся группы, в i-ой группе находятся конституэнты "1", содержащие i единиц в номере.
Склеиваются только номера соседних групп, склеивание номера как-либо отмечают.
Производят все возможные склеивания. Неотмеченные после склеивания номера являются простыми импликантами.
Пример:
В СДНФ заменим все конституэнты "1" их двоичными номерами:
Образуем группы двоичных номеров и произведем склеивание:
-
номер
группы
двоичные номера конституэнт "1"
номер группы
двоичные номера конституэнт "1"
номер группы
двоичные номера конституэнт "1"
0
1
2
3
4
-
00010011,01010111,111011111
2
3
00*1,0*010*11,01*1*111, 111*
1
0**1
0001 0011 0101 0111 1110 1111 0**1
*111
111*
Простые импликанты: *111, 111*, 0**1
МДНФ:
Разбиение конституэнт на группы позволяет уменьшить число парных сравнений при склеивании.