1 Podstawy algebry logiki.doc

(37 KB) Pobierz
1 Podstawy algebry logiki

1 Podstawy algebry logiki

1.1 Funkcje logiczne

Funkcja logiczna oraz jej argumenty mogą przyjmować tylko dwie wartości umownie nazwane przez 0 i 1.

y= f (a, b, c, ... , x) gdzie y, a, b, c, ... , z = 0, 1

Zmienna dwuwartościowa nazywa się również zmienną binarną.

Na zmiennych binarnych można określić następujące funkcje logiczne:

- negację zmiennej y = x'

- sumę logiczną y = a + b... + x

- iloczyn logiczny y = a b ... z

- negację sumy logicznej y = ( a + b ... + x )'

- negację iloczynu logicznego y = ( a b ... x )'

- sumę modulo dwa y = a xor b = a b' + a' b

- równoważność y = a x nor b = a' b' + a b

Wartości funkcji dwuargumentowych podane są w poniższej tabeli.

a b

a'

b'

a + b

ab

(a+b)'

(ab)'

a xor b

a xnor b

0 0

1

1

0

0

1

1

0

1

0 1

1

0

1

0

0

1

1

0

1 0

0

1

1

0

0

1

1

0

1 1

0

0

1

1

0

0

0

1


1.2 Elementy logiczne

rys11.gif (740 bytes)

rys . 1.1 Symbole elementów logicznych ( bramek )

a ) NOT ( nie ) - negacja ( inwerter )

b ) OR ( lub ) - suma logiczna

c ) AND ( i ) - iloczyn logiczny

d ) NOR ( nie - lub ) - negacja sumy logicznej

e ) NAND ( nie -i ) - negacja iloczynu logicznego

f ) XOR ( wyłącznie albo - lub ) - suma modulo dwa

g ) XNOR ( nie - albo ) - równoważność


1.3 Prawa algebry logiki

prawo podwójnej negacji : (a')' = a

prawa sumy logicznej :

a + a = a

a + 1 = 1

a + 0 = a

a + a' = 1

a' + a' = a'

prawa iloczynu logicznego :

a a = a
a 1 = a
a 0 = 0 
a a' = 0
a' a' = a'

prawa de Morgana :

(a b c x)' = a' + b' + c' + x'

(a + b +c + x)' = a' b' c' x'


1.4 Przekształcanie funkcji logicznych

Dowolna funkcja logiczna może być zapisana w postaci analitycznej lub tabelarycznej. Przekształcenie funkcji do postaci analitycznej uproszczonej nazywa się jej minimalizacją.

Przykład :

Zminimalizuj oraz przedstaw w postaci tabelarycznej funkcję :

y = b' + (a + x) ( a + x')

y = b' + (a + x) ( a + x') = b' + aa + ax' + xa + xx' = b' + a ( 1 + x' + x ) + 0 = b' + a1 + 0 = b' + a

a

b

y

0

0

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

Przekształcenie odwrotne funkcji tzn. z postaci tabelarycznej do analitycznej dokonuje się za pomocą tzw. tablic Karnaugha. Przekształcenie funkcji logicznych oraz ich konwersje umożliwiają programy komputerowe np. Elektronics Workbench. Konwerter logiczny tego programu (rys.1.2) pozwala na :

- wyznaczanie postaci tabelarycznej funkcji na podstawie jej zapisu analitycznego

- wyznaczenie postaci analitycznej na podstawie tabelki stanów

- przyłączenie zewnętrznego układu logicznego i wyznaczenie jego funkcji logicznej w dowolnej postaci.

rys12.gif (5167 bytes)

rys.1.2 Konwerter logiczny


1.5 Blok kontrolny

1. Zminimalizuj analitycznie wyrażenia logiczne:

( ab + (ab' ))' , (a + b ) ( a' + b') , a xor a , a xor a' , ax + ax', (a + b) ( ab )'

2. Zapisz w tabeli stanów funkcję y = ab' + c + bc.

3. Za pomocą konwertera logicznego programu Elestronics Workbench dokonaj konwersji zadanych funkcji

logicznych.

4. Za pomocą konwertera logicznego sprawdź działanie bramek logicznych.


Wiadomości do zrozumienia i zapamiętania :

pojęcie funkcji logicznej , podstawowe funkcje logiczne , prawa algebry logiki i ich zastosowanie do przekształcania funkcji logicznych , symbole bramek logicznych.

 

Zgłoś jeśli naruszono regulamin