- •И. В. Потапов элементы прикладной теории цифровых автоматов
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Представление чисел в эвм
- •1.1. Позиционные системы счисления
- •1.2. Обоснование применения в эвм двоичной системы счисления
- •1.3. Представление двоичных чисел с фиксированной и плавающей запятой
- •1.4. Прямой и инверсные коды чисел
- •1.5. Двоично-десятичные коды чисел
- •Вопросы для самоконтроля
- •2. Арифметические операции в двоичных кодах
- •2.1. Сложение двоичных кодов
- •2.2. Вычитание двоичных кодов
- •2.3. Выполнение операции округления чисел
- •2.3.1. Округление прямых кодов
- •2.3.2. Округление инверсных кодов
- •2.4. Умножение двоичных кодов
- •2.4.1. Умножение прямых кодов чисел
- •2.4.2. Ускоренное выполнение операции умножения
- •2.4.3. Умножение инверсных кодов чисел
- •2.5. Деление двоичных кодов
- •2.5.1. Деление прямых кодов чисел
- •2.5.2. Ускоренное выполнение операции деления
- •2.5.3. Деление дополнительных кодов чисел
- •2.6. Извлечение квадратного корня
- •2.7. Выполнение арифметических операций в d-кодах
- •2.7.1. Сложение в d-кодах
- •2.7.2. Умножение в d-кодах
- •2.7.3. Деление в d-кодах
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. Переключательные функции
- •3.1. Основные определения и способы задания пф
- •3.2. Элементарные логические функции
- •3.3. Основные законы алгебры логики
- •3.4. Полные системы переключательных функций
- •3.5. Канонические формы аналитического представления пф
- •3.6. Кубическое представление пф
- •3.7. Синтез комбинационных схем
- •3.7.1. Синтез кс на логических элементах
- •3.7.2. Синтез кс на дешифраторах
- •3.7.3. Синтез кс на мультиплексорах
- •3.7.4. Синтез многовыходных схем
- •3.8. Риски сбоя в комбинационных схемах
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. Минимизация переключательных функций
- •4.1. Минимизация пф с помощью карт Карно
- •4.2. Минимизация пф методом Квайна
- •4.3. Минимизация методом Квайна – Мак-Класки
- •4.4. Минимизация пф методом Блейка – Порецкого
- •4.5. Минимизация пф, заданных в конъюнктивной форме
- •4.6. Минимизация не полностью определенных пф
- •4.7. Минимизация систем пф
- •4.8. Минимизация пф в универсальных базисах и-не, или-не
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. Моделирование работы и синтез автоматов с памятью
- •5.1. Основные модели, понятия и определения
- •5.1.1. Общее понятие цифрового автомата с памятью
- •5.1.2. Основные модели цифровых автоматов
- •5.1.3. Описание функционирования цифровых автоматов
- •5.1.4. Задание цифровых автоматов
- •5.1.5. Правила перехода между моделями Мили и Мура
- •5.2. Минимизация числа состояний цифровых автоматов
- •5.2.1. Минимизация числа состояний синхронного автомата методом Полла-Ангера
- •5.2.2. Минимизация числа состояний автомата Мура методом l-эквивалентных разбиений
- •5.2.3. Минимизация числа состояний автомата Мили методом l-эквивалентных разбиений
- •5.3. Структурный синтез цифровых автоматов
- •5.3.1. Типы элементарных автоматов, обладающие полной системой переходов-выходов
- •5.3.2. Основные этапы структурного синтеза
- •5.4. Рациональный выбор варианта кодирования состояний синхронных автоматов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Библиографический список
- •Задания для выполнения самостоятельных работ
- •Илья Викторович потапов, канд. Техн. Наук, доцент элементы прикладной теории цифровых автоматов
3.2. Элементарные логические функции
Существуют четыре различные ПФ, зависящие от одного аргумента. При этом для функций и аргумент x является фиктивным (табл. 3.4).
Таблица 3.4
\ x |
0 |
1 |
Условное обозначение |
Название функции |
|
0 |
0 |
0 |
Константа 0 |
|
0 |
1 |
|
Переменная х |
|
1 |
0 |
|
Инверсия х |
|
1 |
1 |
1 |
Константа 1 |
Существуют 16 различных ПФ, зависящих от двух аргументов (табл. 3.5). При этом для функций и оба аргумента являются фиктивными, а для функций , , и один из аргументов является фиктивным.
Т
|
0 0 |
0 1 |
1 0 |
1 1 |
Условное обозначение |
Название функции |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Константа 0 |
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
Конъюнкция |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
|
Запрет по |
|
0 |
0 |
1 |
1 |
|
Переменная |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
|
Запрет по |
|
0 |
1 |
0 |
1 |
|
Переменная |
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
Сложение по модулю 2 |
|
0 |
1 |
1 |
1 |
|
Дизъюнкция |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
|
Стрелка Пирса |
|
1 |
0 |
0 |
1 |
|
Эквивалентность |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
Инверсия |
|
1 |
0 |
1 |
1 |
|
Импликация в |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
|
Инверсия |
|
1 |
1 |
0 |
1 |
|
Импликация в |
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
Штрих Шеффера |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Константа 1 |
Все ПФ одного аргумента, а также функции двух аргументов с номерами 1, 6, 7, 8, 9, 11, 14 называют элементарными и используют для построения более сложных функций путем изменения номеров аргументов и с помощью суперпозиции, т.е. подстановки вместо аргументов других переключательных функций.
3.3. Основные законы алгебры логики
Для логических операций справедливы следующие закономерности:
Ассоциативность
Коммутативность
3) Дистрибутивность
Кроме коммутативного, ассоциативного и дистрибутивного законов, выделяют законы де Моргана, которые записываются следующим образом:
; .
Отметим некоторые свойства элементарных функций, применяемые при различных преобразованиях логических функций.
– правило склеивания;
– правило поглощения;