
- •Федеральное агенство по образованию
- •Информационные системы и технологии
- •Брянск 2008
- •Предисловие
- •Представление чисел в различные системы счисления
- •Сводная таблица переводов целых чисел
- •1.1 Перевод чисел из двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системы счисления в десятичную
- •Основные законы алгебры логики
- •Основные законы алгебры логики
- •2.1. Основные соответствия элементов и операций булевых алгебр
- •Составление таблиц истинности для логических формул
- •3.1. Составление логических выражений
- •Формирование функций проводимости для переключательных схем
- •Практические задания
- •Литература
- •Содержание
Формирование функций проводимости для переключательных схем
В компьютерах и других автоматических устройствах широко применяются электрические схемы, содержащие сотни и тысячи переключательных элементов: реле, выключателей и т. п. Разработка таких схем - весьма трудоемкое дело. Оказалось, что здесь с успехом может быть использован аппарат алгебры логики.
Переключательная схема это схематическое изображение некоторого устройства, состоящего из переключателей и соединяющих их проводников, а также из входов и выходов, на которые подается и с которых снимается электрический сигнал.
Каждый переключатель имеет только два состояния: замкнутое и разомкнутое. Переключателю X поставим в соответствие логическую переменную х, которая принимает значение 1 в том и только в том случае, когда переключатель X замкнут и схема проводит ток; если же переключатель разомкнут, то х равен нулю.
Будем считать, что
два переключателя X
и
связаны таким образом, что когда X
замкнут, то
разомкнут, и наоборот. Следовательно,
если переключателю X
поставлена в соответствие логическая
переменная х, то переключателю
должна соответствовать переменная
.
Всей переключательной схеме также можно поставить в соответствие логическую переменную, равную единице, если схема проводит ток, и равную нулю, если не проводит. Эта переменная является функцией от переменных, соответствующих всем переключателям схемы, и называется функцией проводимости.
Найдем функции проводимости F некоторых переключательных схем:
а) схема не содержит переключателей и проводит ток всегда, следовательно, F = 1
;
б) схема содержит один постоянно разомкнутый контакт, следовательно, F = 0
;
в) схема проводит ток, когда переключатель х замкнут, и не проводит, когда х разомкнут, следовательно, F(x) = х
;
г) схема проводит ток, когда переключатель х разомкнут, и не проводит, когда х замкнут, следовательно, F(x) =
;
д) схема проводит ток, когда оба переключателя замкнуты, значит, F(x) = х • у
;
е) схема проводит ток, когда хотя бы один из переключателей замкнут, следовательно, F(x) = х v у
;
ж) схема состоит из двух параллельных ветвей и описывается функцией
F(x, у, z) =
.
Практические задания
Задание №1. Рассчитать значение выражения, используя табл. ответ записать в двоичной, шестнадцатеричной, десятичной системах счисления.
Аi • Вi - (Ci/Di + Bi • Сi) • Ai .
Таблица 5
i |
A |
B |
С |
D |
1 |
1101110.01(2) |
16.A3(16) |
132(10) |
35146.154(8) |
2 |
1010101.11(2) |
18.A4(16) |
124(10) |
14643.124(8) |
3 |
1111000.11(2) |
20.12(16) |
346(10) |
23535.234(8) |
4 |
1100111.01(2) |
14.BC(16) |
567(10) |
15352.235(8) |
5 |
1010111.11(2) |
12.CB(16) |
235(10) |
14754.246(8) |
6 |
1110111.01(2) |
13.CF(16) |
234(10) |
22635.235(8) |
7 |
1001001.11(2) |
15.FA(16) |
346(10) |
23563.422(8) |
8 |
1110110.01(2) |
16.FC(16) |
345(10) |
13454.564(8) |
9 |
1001001.01(2) |
13.BA(16) |
656(10) |
72234.235(8) |
10 |
1011111.11(2) |
1A.13(16) |
756(10) |
23523.534(8) |
11 |
1100000.11(2) |
1C.15(16) |
376(10) |
23125.532(8) |
12 |
1000011.11(2) |
1D.12(16) |
578(10) |
73451.235(8) |
13 |
1001111.01(2) |
1B.18(16) |
426(10) |
23555.235(8) |
Продолжение таблицы 5
i |
A |
B |
С |
D |
14 |
1111110.11(2) |
1D.AF(16) |
242(10) |
23523.535(8) |
15 |
1011111.01(2) |
1A.CD(16) |
857(10) |
13341.323(8) |
16 |
1101111.11(2) |
16.AF(16) |
856(10) |
56235.235(8) |
17 |
1011011.11(2) |
18.AC(16) |
497(10) |
72455.235(8) |
18 |
1011101.01(2) |
20.1B(16) |
876(10) |
62523.235(8) |
19 |
1101111.01(2) |
14.BD(16) |
364(10) |
23523.532(8) |
20 |
1101110.11(2) |
12.CC(16) |
969(10) |
23553.353(8) |
21 |
1010101.01(2) |
13.CB(16) |
446(10) |
25356.352(8) |
22 |
1111000.01(2) |
15.FD(16) |
352(10) |
23546.235(8) |
23 |
1100111.11(2) |
16.F3(16) |
244(10) |
12435.252(8) |
24 |
1010111.01(2) |
13.B4(16) |
374(10) |
12412.214(8) |
25 |
1110111.11(2) |
1A.1B(16) |
769(10) |
15142.421(8) |
26 |
1001001.01(2) |
1C.1D(16) |
255(10) |
25346.356(8) |
27 |
1110110.11(2) |
1D.16(16) |
475(10) |
52354.323(8) |
28 |
1001001.11(2) |
1B.16(16) |
568(10) |
23235.235(8) |
29 |
1011111.01(2) |
1D.AB(16) |
225(10) |
41234.124(8) |
30 |
1100000.01(2) |
1А.СЗ(16) |
134(10) |
12415.155(8) |
31 |
1000011.01(2) |
16.AB(16) |
548(10) |
12421.412(8) |
32 |
1001111.11(2) |
18.A4(16) |
790(10) |
45432.153(8) |
33 |
1111110.01(2) |
20.16(16) |
478(10) |
13453.125(8) |
34 |
1011111.01(2) |
14.B7(16) |
679(10) |
23421.134(8) |
35 |
1101111.11(2) |
12.C8(16) |
367(10) |
14352.234(8) |
Задание №2. Упростить формулы, используя (см. табл.6).
Таблица 6
i |
а |
b |
с |
d |
e |
j |
g |
1 |
X |
Y |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
2 |
X |
Z |
Y |
Z |
X |
Y |
Y |
Продолжение таблицы 6
i |
а |
b |
с |
d |
e |
j |
g |
3 |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
Y |
Z |
4 |
X |
Y |
Z |
X |
Z |
Y |
Z |
5 |
X |
Z |
Y |
X |
Y |
Z |
Y |
6 |
Z |
X |
Z |
Y |
X |
Z |
Y |
7 |
X |
Z |
Y |
X |
Z |
X |
Y |
8 |
X |
Y |
Z |
X |
Y |
X |
Z |
9 |
Z |
Y |
X |
Y |
X |
Z |
Y |
10 |
X |
Y |
Y |
Z |
X |
Y |
X |
11 |
Z |
X |
Y |
Z |
Y |
X |
Z |
12 |
X |
X |
Z |
Y |
X |
Z |
X |
13 |
Z |
Y |
X |
Y |
Z |
X |
Y |
14 |
Z |
Y |
Y |
Y |
Z |
X |
Z |
15 |
Y |
Y |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
16 |
Y |
X |
X |
Y |
Z |
Y |
X |
17 |
Y |
Y |
X |
Z |
X |
Z |
X |
18 |
Z |
X |
Y |
Z |
Z |
X |
Z |
19 |
Z |
Y |
X |
Y |
Z |
Y |
X |
20 |
Y |
Z |
X |
Y |
Y |
Z |
Z |
21 |
Z |
Y |
X |
Y |
X |
Z |
Y |
22 |
X |
Z |
Y |
X |
Y |
X |
Z |
23 |
X |
Y |
Y |
Z |
X |
Y |
Y |
24 |
Y |
Z |
Y |
X |
Z |
Y |
Z |
25 |
Z |
Y |
Z |
X |
Z |
X |
Z |
26 |
X |
Z |
X |
Y |
X |
Z |
Z |
27 |
X |
Y |
X |
Y |
X |
Y |
Z |
28 |
Z |
Y |
X |
Z |
Y |
X |
Y |
29 |
Y |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
Y |
30 |
Z |
Y |
Y |
Z |
X |
Y |
Z |
31 |
Z |
X |
Z |
X |
Z |
X |
Z |
32 |
X |
X |
Z |
Y |
X |
Y |
X |
33 |
Y |
X |
X |
Z |
Y |
X |
Y |
34 |
X |
Z |
X |
Y |
Z |
X |
Z |
35 |
X |
Y |
Z |
X |
Z |
Y |
X |
Задание №3. Составьте логическое выражение (формулу), истинность которого обозначает попадание (принадлежность) точки с координатами (х,у) в выделенную на рис.3-7 область, включая ее граничные линии. Закрашенные области определены соответственно в табл. 7- 11.
1)
Рис.3
Таблица 7
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2)
Рис.4
Таблица 8
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3)
Рис.5
Таблица 9
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4)
Рис.6
Таблица 10
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5)
Рис.7
Таблица 11
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание №4 Упростить переключательную схему.
1)
Таблица 12
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
|
Y |
|
Z |
X |
|
2 |
X |
|
Y |
Z |
|
|
3 |
Y |
Z |
X |
|
|
Y |
4 |
|
Y |
Z |
X |
Z |
|
5 |
X |
|
Y |
|
Y |
Z |
6 |
Z |
|
Z |
|
X |
Z |
7 |
X |
Z |
|
|
|
X |
8 |
X |
Y |
|
X |
|
|
2)
Таблица 13
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
1 |
|
Y |
|
Z |
X |
|
2 |
X |
|
Y |
Z |
|
|
3 |
Y |
Z |
X |
|
|
Y |
4 |
|
Y |
Z |
X |
Z |
|
5 |
X |
|
Y |
|
Y |
Z |
6 |
Z |
|
Z |
|
X |
Z |
7 |
X |
Z |
|
|
|
X |
8 |
X |
Y |
|
X |
|
|
3)
Таблица 14
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
|
Y |
|
Z |
t |
2 |
X |
t |
Y |
Z |
|
3 |
Y |
Z |
t |
|
|
4 |
|
Y |
Z |
X |
Z |
5 |
X |
|
Y |
t |
Y |
6 |
Z |
t |
Z |
|
X |
7 |
X |
Z |
|
t |
|
8 |
X |
t |
|
X |
|
4)
Таблица 15
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
|
Y |
|
X |
2 |
X |
|
Y |
X |
3 |
Y |
X |
X |
|
4 |
|
Y |
|
X |
5 |
X |
|
Y |
|
6 |
X |
|
Y |
|
7 |
X |
X |
|
|
8 |
X |
Y |
|
X |
5)
Таблица 16
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
1 |
|
Y |
|
Z |
t |
|
Y |
|
Z |
t |
2 |
X |
t |
Y |
Z |
|
X |
t |
Y |
Z |
|
3 |
Y |
Z |
t |
|
|
Y |
Z |
t |
|
|
4 |
|
Y |
Z |
X |
Z |
|
Y |
Z |
X |
Z |
5 |
X |
|
Y |
t |
Y |
X |
|
Y |
t |
Y |
6 |
Z |
t |
Z |
|
X |
Z |
t |
Z |
|
X |
7 |
X |
Z |
|
t |
|
X |
Z |
|
t |
|
8 |
X |
t |
|
X |
|
X |
t |
|
X |
|