Разделы презентаций


Серии логических элементов

Содержание

1. Логические функцииЛогический нуль – лог.0Логическая единица – лог.1Функции алгебры логики – функция и ее аргументы могут принимать значения лог.0 и лог.1.Устройства, предназначенные для формирования функций алгебры логики, называются логическими устройствами

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Серии логических элементов.

Серии логических элементов.

Слайд 21. Логические функции
Логический нуль – лог.0
Логическая единица – лог.1

Функции алгебры

логики – функция и ее аргументы могут принимать значения лог.0

и лог.1.

Устройства, предназначенные для формирования функций алгебры логики, называются логическими устройствами или цифровыми устройствами.
1. Логические функцииЛогический нуль – лог.0Логическая единица – лог.1Функции алгебры логики – функция и ее аргументы могут

Слайд 3Способы задания логических функций
Два способа
Аналитический
Запись формулой

Табличный
Таблицы значений функции

Способы задания логических функцийДва способаАналитический Запись формулойТабличныйТаблицы значений функции

Слайд 4Способы задания логических функций
Функция алгебры логики одного или двух аргументов,

в логическом выражении которой содержится не более одной логической операции,

называется элементарной.

Для технической реализации алгебры логики используются схемы, которые называются логическими элементами.
Способы задания логических функцийФункция алгебры логики одного или двух аргументов, в логическом выражении которой содержится не более

Слайд 5Элементарные функции
Существуют 4 элементарных функции алгебры логики 1 аргумента и

16 элементарных функций 2-х аргументов.
Таблица истинности для логический функций одного

аргумента
Элементарные функцииСуществуют 4 элементарных функции алгебры логики 1 аргумента и 16 элементарных функций 2-х аргументов.Таблица истинности для

Слайд 6Элементарные функции
Таблица истинности функций двух аргументов

Элементарные функцииТаблица истинности функций двух аргументов

Слайд 74 функции одного аргумента
1) f0(x) = 0 – константа нуля
Реализуется

генератором нуля
- соединение провода на землю (заземление)
2) f1(x) = х

– повторение
Реализуется повторителем




3) f3(x) = 1 – константа единицы. Реализуется генератором единицы



4) f4(x) = х – инверсия (логическое отрицание). Реализуется элементом НЕ



1

инверсия

х

y

En

4 функции одного аргумента1) f0(x) = 0 – константа нуляРеализуется генератором нуля- соединение провода на землю (заземление)2)

Слайд 8Таблица истинности функций двух аргументов

Таблица истинности функций двух аргументов

Слайд 92. Основные логические операции
И – логическое умножение,
ИЛИ – логическое сложение,


НЕ – логическое отрицание.
Простые высказывания могут быть связаны между собой

словами И, ИЛИ, НЕ. Получившееся высказывание – сложное высказывание.
2. Основные логические операцииИ – логическое умножение,ИЛИ – логическое сложение, НЕ – логическое отрицание.Простые высказывания могут быть

Слайд 10Логическое сложение (дизъюнкция)
Таблица истинности:
Обозначение: , +
УГО:
Реализуется логическим элементом ИЛИ

Логическое сложение (дизъюнкция)Таблица истинности:Обозначение: , + УГО:Реализуется логическим элементом ИЛИ

Слайд 11Логическое умножение (конъюнкция)
Реализуется логическим элементом И
Таблица истинности:
Обозначение: & , ,

· , x – математическим знаком умножения или опуская его.
УГО:

Логическое умножение (конъюнкция)Реализуется логическим элементом ИТаблица истинности:Обозначение: & , , · , x – математическим знаком умножения

Слайд 12Логическое отрицание (инверсия)
Реализуется логическим элементом НЕ
Таблица истинности:
УГО:
Обозначение: ¬A, Ā.
Если

А – истинное высказывание, то ¬A – ложное высказывание, и

наоборот.
Логическое отрицание (инверсия)Реализуется логическим элементом НЕТаблица истинности:УГО:Обозначение: ¬A, Ā. Если А – истинное высказывание, то ¬A –

Слайд 13Стрелка Пирса
Реализуется логическим элементом ИЛИ-НЕ.
Таблица истинности:
Обозначение: X

↓ Y,
УГО:
1

Стрелка ПирсаРеализуется логическим элементом ИЛИ-НЕ. Таблица истинности:Обозначение:   X ↓ Y, УГО:1

Слайд 14Штрих Шеффера
Реализуется логическим элементом И-НЕ.
Таблица истинности:

Обозначение:

X | Y ,

УГО:

Штрих ШеффераРеализуется логическим элементом И-НЕ. Таблица истинности: Обозначение:   X | Y ,  УГО:

Слайд 15Исключающее ИЛИ (сложение по модулю 2)
Таблица истинности:
Обозначение: X

Y
УГО:
+
=1

Исключающее ИЛИ (сложение по модулю 2)Таблица истинности:Обозначение:  X   Y УГО:+=1

Слайд 16Логическая равнозначность (эквиваленция)
Таблица истинности:
УГО:
=1
Обозначение: ≡ , ↔,

Логическая равнозначность (эквиваленция)Таблица истинности:УГО:=1Обозначение: ≡ , ↔,

Слайд 17Импликация
Таблица истинности:
Обозначение: , 
A  B = Y
A 

B = Y
Таблица истинности:
Обозначение: , ,
A

B = Y
A  B = Y
A  B = Y

Запрет (отрицание импликации)

ИмпликацияТаблица истинности:Обозначение: ,  A  B = YA  B = YТаблица истинности:Обозначение: , , A

Слайд 18Условно-графическое обозначение
x1
x2
x3
F=x1x2x3=
= x1x2x3
&
&
1
x1
x3
x2
x4


x1
x2
F = x1x2
&
x1
x2
F=x1x2
1
x1
x2
=1
F = x1x2
x1
x2
&
F = x1

 x2

Условно-графическое обозначениеx1x2x3F=x1x2x3= = x1x2x3&&1x1x3x2x4x1x2F = x1x2&x1x2F=x1x21x1x2=1F = x1x2x1x2&F = x1  x2

Слайд 19Приоритет выполнения логических операций (если нет скобок)

Приоритет выполнения логических операций (если нет скобок)

Слайд 20Пример
Упростить заданное выражение:
ABC→CA~B  CA

Последовательность выполнения логических операций:
(((A)(BC))→(CA))~((BC)A)

1 3

2 5 4

8 6 7
ABC→CA~B  C A

ПримерУпростить заданное выражение:ABC→CA~B  CAПоследовательность выполнения логических операций:(((A)(BC))→(CA))~((BC)A) 1 3   2   5

Слайд 21Алгоритм построения таблиц истинности для сложных выражений
Определить количество строк:
количество строк

= 2n + строка для заголовка,
n - количество простых высказываний.
Определить количество столбцов:
количество

столбцов = количество переменных + количество логических операций;
определить количество переменных (простых выражений);
определить количество логических операций и последовательность их выполнения.

Заполнить столбцы результатами выполнения логических операций в обозначенной последовательности с учетом таблиц истинности основных логических операций.

Алгоритм построения таблиц истинности для сложных выраженийОпределить количество строк:количество строк = 2n + строка для заголовка,n - количество простых

Слайд 22Пример
Составить таблицу истинности логического выражения:
D = А  (B  C).

Решение.


Определить количество строк: n=3 и количество строк = 23 +1 =

9.
Определить количество столбцов: 6
простые выражения (переменные): А, В, С;
промежуточные результаты (логические операции): 
А - инверсия (обозначим через E); 
B    C - операция дизъюнкции (обозначим через F); 
а также искомое окончательное значение арифметического выражения:  D = А  (B    C). т.е. D = E  F - это операция конъюнкции.

ПримерСоставить таблицу истинности логического выражения: D = А  (B  C).Решение. Определить количество строк: n=3 и количество строк

Слайд 23Заполнить столбцы с учетом таблиц истинности логических операций.

Заполнить столбцы с учетом таблиц истинности логических операций.

Слайд 24Доказать справедливость тождества
A ˅ B ˄ C = (A ˅

B) ˄ (A ˅ C)
Пример

Доказать справедливость тождестваA ˅ B ˄ C = (A ˅ B) ˄ (A ˅ C)Пример

Слайд 25Алгоритм построение логических схем
Определить число логических переменных.
Определить количество базовых логических

операций и их порядок.
Изобразить для каждой логической операции соответствующий ей

элемент.
Соединить элементы в порядке выполнения логических операций.

Алгоритм построение логических схемОпределить число логических переменных.Определить количество базовых логических операций и их порядок.Изобразить для каждой логической

Слайд 26Логическая функция: Y = a ˅ b ˄ c
Логическая схема

для данной функции:
Алгоритм построение логических схем
a
b
c
Y = a ˅ b

˄ c

b ˄ c

&

И

1
ИЛИ

Логическая функция: Y = a ˅ b ˄ cЛогическая схема для данной функции:Алгоритм построение логических схемabcY =

Слайд 27Пример
Определить сигнал на выходе
1
0

1
1
1
1

1
1
1
0
1
1
1
1
0
0

ПримерОпределить сигнал на выходе1011111110111100

Слайд 283. Свойства логических операций. Аксиомы алгебры логики
Конъюнкция
0 ˄ 0 = 0
0

˄ 1 = 0
1 ˄ 0 = 0
1 ˄ 1

= 1

Дизъюнкция
0  0 = 0
0  1 = 1
1  0 = 1
1  1 = 1

Инверсия
если х = 0, то х = 1
если х = 1, то х = 0

3. Свойства логических операций. Аксиомы алгебры логикиКонъюнкция0 ˄ 0 = 00 ˄ 1 = 01 ˄ 0

Слайд 29Свойства логических операций. Теоремы алгебры логики
1. Теоремы исключения констант
х  1

= 1 х ˄ 1 = х
х  0 =

х х ˄ 0 = 0

2.Теоремы повторения
х  х = х х ˄ х = х
для n-переменных:
х  х … х = х
х ˄ х ˄…˄ х = х

3.Теорема противоречия
х ˄ х = 0

4.Теорема «исключенного третьего»
х  х = 1

4.Теорема двойного отрицания
х = х

1 = 0 = 1

Свойства логических операций. Теоремы алгебры логики1. Теоремы исключения константх  1 = 1 		х ˄ 1 =

Слайд 30Свойства логических операций. Законы алгебры логики
1. Сочетательный (ассоциативный)
х1 ˅ (х2 ˅

х3) = (х1 ˅ х2) ˅ х3
х1 ˄ (х2 ˄

х3) = (х1 ˄ х2) ˄ х3

2. Переместительный (коммутативный)
х1 ˅ х2 = х2 ˅ х1
х1 ˄ х2 = х2 ˄ х1

3. Распределительный (дистрибутивный)
(х1 ˅ х2) ˄ х3 = (х1 ˄ х3) ˅ (х2 ˄ х3)
(х1 ˄ х2) ˅ х3 = (х1 ˅ х3) ˄ (х2 ˅ х3)

Свойства логических операций. Законы алгебры логики1. Сочетательный (ассоциативный)х1 ˅ (х2 ˅ х3) = (х1 ˅ х2) ˅

Слайд 314. Законы де Моргана (Закон общей инверсии)
х1 ˅ х2 =

х1 ˄ х2 х1 ˅ х2 = х1 ˄

х2
х1 ˄ х2 = х1 ˅ х2 х1 ˄ х2 = х1 ˅ х2

5. Закон поглощения
х1 ˅ (х1 ˄ х2 )= х1
х1 ˄ (х1 ˅ х2 )= х1

6. Закон склеивания
(х1 ˄ х2) ˅ (х1 ˄ х2) = х1
(х1 ˅ х3) ˄ (х1 ˅ х2) = х1

Свойства логических операций. Законы алгебры логики

4. Законы де Моргана (Закон общей инверсии)х1 ˅ х2 = х1 ˄ х2 	 х1 ˅ х2

Слайд 32Формулы де Моргана
Левая часть обращается в лог.1 только в том

случае, если:


Для этого:

и
Правая часть обращается в лог.1 только при:
и


При остальных наборах значений переменных обе части будут лог.0

И правая и левая части обращаются в лог.0 при:
и

При остальных наборах значений переменных обе части равны лог.1

Формулы де МорганаЛевая часть обращается в лог.1 только в том случае, если: Для этого:

Слайд 33Правило применения формул де Моргана
Инверсия любого сложного выражения, в котором

аргументы (либо их инверсии) связаны операциями конъюнкции и дизъюнкции, может

быть представлена тем же выражением без инверсии с изменением всех знаков конъюнкции на знаки дизъюнкции, знаков дизъюнкции на знаки конъюнкции и инверсией всех аргументов.

х1 ˅ х2 · х3 ˅ х1 · х3 · х4 =

= х1 · (х2 ˅ х3 ) · (х1 ˅ х3 ˅ х4)

˅

˅

·

·

·

Правило применения формул де МорганаИнверсия любого сложного выражения, в котором аргументы (либо их инверсии) связаны операциями конъюнкции

Слайд 344. Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.
Операция запрета

4. Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.Операция запрета

Слайд 35Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.
Сумма по модулю

Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.Сумма по модулю 2

Слайд 36Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.
Операция ИЛИ-НЕ

Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.Операция ИЛИ-НЕ

Слайд 37Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.
Логическая равнозначность


Импликация

Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.Логическая равнозначностьИмпликация

Слайд 38Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.
Операция И-НЕ

Выражение элементарных функций через операции И, ИЛИ, НЕ.Операция И-НЕ

Слайд 395. Базис
Базис – набор простейших логических функций, позволяющих реализовать любую

другую логическую функцию.
Минимальный базис – набор функций, исключение из которого

любой функции превращает полную систему функций в неполную.

Базис образуют функции И, ИЛИ, НЕ
5. БазисБазис – набор простейших логических функций, позволяющих реализовать любую другую логическую функцию.Минимальный базис – набор функций,

Слайд 40Базис
И-НЕ:
ИЛИ-НЕ:

БазисИ-НЕ:ИЛИ-НЕ:

Слайд 41Минимизация логических функций

Минимизация логических функций

Слайд 42Этапы синтеза


1. Синтез комбинационных цифровых устройств

Этапы синтеза1. Синтез комбинационных цифровых устройств

Слайд 43Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) содержит элементарные конъюнкции, связанные между собой

операцией дизъюнкции.


2. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ)

Дизъюнктивная нормальная форма (ДНФ) содержит элементарные конъюнкции, связанные между собой операцией дизъюнкции.2. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ)

Слайд 442. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ)
нет двух одинаковых элементарных конъюнкций;
ни

одна элементарная конъюнкция не содержит двух одинаковых переменных;
ни одна элементарная

конъюнкция не содержит переменную вместе с ее инверсией;
все конъюнкции имеют один и тот же ранг.

2. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма (СДНФ)нет двух одинаковых элементарных конъюнкций;ни одна элементарная конъюнкция не содержит двух одинаковых

Слайд 45Переход от ДНФ к СДНФ
Для перехода от ДНФ к СДНФ

необходимо в каждый из членов, в которых представлены не все

аргументы, ввести выражение вида
Переход от ДНФ к СДНФ	Для перехода от ДНФ к СДНФ необходимо в каждый из членов, в которых

Слайд 46Переход от ДНФ к СДНФ
Пример

Переход от ДНФ к СДНФПример

Слайд 47Правило записи СДНФ по таблице истинности
Выделить в таблице истинности все

наборы переменных, на которых функция принимает значения 1.
Для каждого выбранного

набора записать элементарные конъюнкции, содержащие без инверсии переменные, принимающие в соответствующем наборе значение 1 и с инверсией — переменные, принимающие значение 0.
Соединить элементарные конъюнкции знаком дизъюнкции.

Правило записи СДНФ по таблице истинностиВыделить в таблице истинности все наборы переменных, на которых функция принимает значения

Слайд 48Конъюнктивная нормальная форма (КНФ) содержит элементарные дизъюнкции, связанные между собой

операцией конъюнкции.

3. Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ)

Конъюнктивная нормальная форма (КНФ) содержит элементарные дизъюнкции, связанные между собой операцией конъюнкции.3. Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ)

Слайд 49нет двух одинаковых элементарных конъюнкций;
ни одна элементарная конъюнкция не содержит

двух одинаковых переменных;
ни одна элементарная конъюнкция не содержит переменную вместе

с ее инверсией;
все конъюнкции имеют один и тот же ранг.

3. Совершенная конъюнктивная нормальная форма (СКНФ)

нет двух одинаковых элементарных конъюнкций;ни одна элементарная конъюнкция не содержит двух одинаковых переменных;ни одна элементарная конъюнкция не

Слайд 50Переход от КНФ к СКНФ
Для перехода от ДНФ к СДНФ

необходимо в каждый из членов, в которых представлены не все

аргументы, ввести выражение вида
Переход от КНФ к СКНФ	Для перехода от ДНФ к СДНФ необходимо в каждый из членов, в которых

Слайд 51Правило записи СКНФ по таблице истинности
Выделить в таблице истинности все

наборы переменных, на которых функция принимает значения 0.
Для каждого выбранного

набора записать элементарные дизъюнкции, содержащие без инверсии переменные, принимающие в соответствующем наборе значение 0 и с инверсией — переменные, принимающие значение 1.
Соединить элементарные дизъюнкции знаком конъюнкции.

Правило записи СКНФ по таблице истинностиВыделить в таблице истинности все наборы переменных, на которых функция принимает значения

Слайд 524. Минимизация логических функций методом карт Вейча
Для функций двух аргументов
Для

функций трех аргументов
Для функций четырех аргументов
Число клеток карты равно числу

всех возможных наборов значений аргументов 2n (n – число аргументов функции)

11

10

01

00

110

111

010

011

101

100

001

000

1100

1110

1101

1111

1010

1000

1011

1001

0101

0111

0100

0110

0011

0001

0010

0000

4. Минимизация логических функций методом карт ВейчаДля функций двух аргументовДля функций трех аргументовДля функций четырех аргументовЧисло клеток

Слайд 53Правила получения минимальной дизъюнктивной нормальной формы (МДНФ)
Все клетки, содержащие 1,

объединяются в замкнутые области. При этом каждая область представляет собой

прямоугольник с числом клеток 2k, где k = 0, 1, 2… . Допустимое число клеток в области – 1, 2, 4, 8… .
Проводится запись выражения МДНФ функции.


Правила получения минимальной дизъюнктивной нормальной формы (МДНФ)Все клетки, содержащие 1, объединяются в замкнутые области. При этом каждая

Слайд 544. Минимизация логических функций методом карт Вейча
Таблица истинности для логической

функции
1. Карта Вейча
2. Определение областей для минимизации функции
3. Записываем МДНФ:

4. Минимизация логических функций методом карт ВейчаТаблица истинности для логической функции1. Карта Вейча2. Определение областей для минимизации

Слайд 554. Минимизация логических функций методом карт Вейча. Примеры
Записать МДНФ для

функции, заданной картой Вейча
1) 2)







3) 4)
4. Минимизация логических функций методом карт Вейча. ПримерыЗаписать МДНФ для функции, заданной картой Вейча1)

Слайд 56Синтез логических устройств в базисах ИЛИ-НЕ, И-НЕ

Синтез логических устройств в базисах ИЛИ-НЕ, И-НЕ

Слайд 57Синтез логического устройства в базисе ИЛИ-НЕ, реализующего функцию в таблице:
Карта

Вейча:
Минимальная КНФ функции:
Функция в базисе ИЛИ-НЕ

Синтез логического устройства в базисе ИЛИ-НЕ, реализующего функцию в таблице:Карта Вейча:Минимальная КНФ функции:Функция в базисе ИЛИ-НЕ

Слайд 58Схема логического устройства

Схема логического устройства

Слайд 59Синтез логического устройства в базисе И-НЕ, реализующего функцию в таблице:
Карта

Вейча:
Минимальная ДНФ функции:
Функция в базисе И-НЕ

Синтез логического устройства в базисе И-НЕ, реализующего функцию в таблице:Карта Вейча:Минимальная ДНФ функции:Функция в базисе И-НЕ

Слайд 60Схема логического устройства

Схема логического устройства

Слайд 61Задание
Для функции f1, заданной таблицей истинности, найти МДНФ методом карт

Вейча. Построить структурную схему логического устройства в базисе И-НЕ
Для функции

f2, заданной таблицей истинности, найти МКНФ методом карт Вейча. Построить структурную схему логического устройства в базисе ИЛИ-НЕ

ЗаданиеДля функции f1, заданной таблицей истинности, найти МДНФ методом карт Вейча. Построить структурную схему логического устройства в

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика