28
145 7 КОМБИНАЦИОНЕ МРЕЖЕ 7.1 Логички елементи Дигиталним или логичким елементима или дигиталним колима назива- мо сва она кола која се у електричном смислу могу карактерисати са два раз- личита стања сигнала. Ова стања кодирају се азбуком од два различита знака тј. бинарном азбуком, а договорно их најчешће означавамо бинарним вредностима "0" и "1". Два стања сигнала могу се изразити различитим елек- тричним величинама на које реагују та кола или којима се стања манифестују, нпр. две различите вредности напона или струје, постојање или одсуство на- понских или струјних импулса, или релативни однос импулса по амплитуди, фази или фреквенцији, итд. Логички елемент или логичко коло представља конфигурацију електрич- них или електронских компонената која има један или више улазних прикљу- чака (улаза) на које се доводе улазни електрични бинарни сигнали који се описују прекидачким променљивим x 1 , x 2 , ... , x n , и има један или више изла- зних прикључака (излаза). Излазни сигнал логичког елемента је такође бинар- ни сигнал, тј. узима само вредности 0 или 1, и функционално зависи од улаза, тј. једнозначно је одређен комбинацијом улазних сигнала. Према томе, изла- зни сигнал логичког елемента може се представити помоћу прекидачке функ- ције f(x 1 , x 2 , ... , x n ). Логички елементи представљају релативно проста диги- тална кола која реализују елементарне прекидачке функције. По правилу ло- гички елемент има два или више улаза и само један излаз, тј. реализује само једну прекидачку функцију. Први и најједноставнији логички (прекидачки) елемент који је практично ко- ришћен било је електромагнетно реле. Везу између улазних и излазних сигна- ла представљају контакти релеа. Радни контакти су отворени при непобуђе- ном а затворени при побуђеном релеу. Постоје и релеа са мирним контакти- ма, који су затворени при непобуђеном а отворени при побуђеном релеу. При томе обично отворени контакт одговара логичкој или бинарној вредности "0",

Osnovi Racunarske Tehnike - 7

Embed Size (px)

DESCRIPTION

osnove

Citation preview

  • 114455

    77

    77..11

    - - . . , "0" "1". - , . , - , , , .

    - - () x1, x2, ... , xn, - (). - , . 0 1, , . . , - - f(x1, x2, ... , xn). - . - , . .

    () - . - . - . -, . "0",

  • 114466

    "1". .

    () - .

    , . , - . . 7.1.

    - . :

    1) . ( ) . . 0 - 0 0,4 V, 1 -

    x2

    (x , x ,..., x1 2 n)

    x x1 2

    x1

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x1x2

    x

    Vx x = x +x1 2 1 2 x x = x +x1 2 1 2x x = x x1 2 1 2 x x = x x1 2 1 2V

    x x1 2 x x1 2+

    x x

    7.1

    x 1 2/ x x 1 2/ x/x x1 2 x x1 2

    x

    xn. . .

    x1x2

  • 114477

    2,4 5,0 V. . - , .

    2) . - .

    3) . , , . , - .

    4) . , - - .

    5) . . - .

    6) . . , . . - .

    7) . - .

    8) . . 0 - 70 C, -25 +125 C.

    77..22

    n m - - v0 v1 v0 v1. {v0, v1}n { v0, v1}m. {0, 1} {v0, v1}, - , . .

  • 114488

    , , ( ) (. Switching Theory) (. Logic Design).

    - {v0, v1,..., vm-1}n {v0, v1,..., vm-1}m, - {v0, v1,..., vm-1}. - . - (. Multivalued Logic).

    , - , :

    1) , ,

    2) () .

    - :

    ) - ,

    ) 0 1,

    ) ,

    ) , ( ) , -.

    . () -. , . , .

  • 114499

    - .

    i- i- i - . -, i- i-1 . , - . i- i .

    77..33

    - . ( ) - , . -. , . - , . - . - - .

    :

    1) ,

    2) , ,

    3) - .

  • 115500

    . . 7.2 . - :

    g1 = x1x2; g2 = x1/x3; f = g1 g2 = (x1x2) (x1/x3) = ( 1x x2) ( 1x 3x ).

    : f = 1x 2x 3x 1x 2x x3 1x x2 3x 1x x2x3 x1 2x 3x , F(1) = {0,1,2,3,4}.

    77..44

    : fi(x1,x2,...,xn), (i = 1, 2,..., m), - , , . , . , (- ). , - .

    - - . - .

    . ,

    x1x3

    x1x2

    v

    /

    g1

    g2

    f(x ,x ,x )1 2 3

    0 0 00 0 10 1 00 1 11 0 01 0 11 1 01 1 1

    x x x1 2 3 f(x ,x ,x )1 2 311111000

    7. 2

  • 115511

    , - . , , , .

    :

    1. - ,

    2. . ,

    3. - .

    () . - . - , -:

    1. ( ),

    2. ,

    3. - .

    -- (. 7.3). , () - - -, , (. 7.3).

  • 115522

    - .

    -, , . - 7.4.

    - . - , - .

    77..55

    - . -

    f = x x x x1 1 3 1 2 1 2 3x x x

    x1

    f

    x1

    x2x3

    V

    V

    V

    x4

    7.3 a) b)

    f1

    f2

    x1x3

    V

    V

    Vx2

    V

    V

    x1x2x3

    f = x x x2 1 2 1 2 3x x f = xx x x x1 2 2 3 4

    x1x2

    x3x4

    x3x1 x x x1 2 3

    x x x x1 2 3 4 x2

    {,, } 7.4

    ,

  • 115533

    . - . . - -, , - . -, . , . - ( ), ( ) . -, , . - , .

    , , - . - . , - , . - .

    n- 1 . 0- . m- m- 2n-m, m{0,1,...,m-1} 0-. 1- , 2- , 3- , . m- n-m -, .

    n- , - 1. - .

  • 115544

    : . 0 1 .

    - 1. , .

    . 7.5 1- (), 7.5 7.5 - .

    ( ) r 2r n-r . r=0 , r = n . r - . , , 7.6, , . r=1 - 4 , r=2 - 4 , r=3 8 . 5 , 7.6, i- (i=1,2,3,4) 000 100, 001 101, 011 111, i- (i=0,1,...,7) 00 10.

    x2 x2 x2

    x1x1 x1

    x3 x3x3

    *x x1 2x1 2x

    x1 2x

    x x1 2

    x x2 3

    x2 3x

    x2 3x

    x x2 3

    x x

    13

    x x

    13

    x x13

    x

    13x

    ) f = x x x2 1 3 ) f = x xx2 1 3 7.5

    )*

    *

  • 115555

    . 5 . 7.6.

    - 1. - . * - 1 * . - , . . 0 - 1 . .

    . 7.6 4 5 -.

    f(x1,x2,...,xn) g(x1,x2,...,xn) . g f g(x1,x2,...,xn) f(x1,x2,...,xn) 0 f 0, 1 f 1. g f - 1. - .

    . .

    g f 1 f, 0 f 0. .

    pk - pj pk pj . . pj pj

  • 115566

    = xipk, pj 1 - 1 pk, pj pk.

    1 . . p f p f f. - , 1 .

    - () . , - . : (Quine) - (McClu-skey).

    7.6

    00 01 11 10 00 01 11 100001

    1110

    0001

    1110

    *

    *

    *

    **

    1

    11

    1

    1

    1

    x4 5x

    x1 = 0 x = 11

    x2 3x

    f = x x x x x x1 2 3 5 2 3 5 2 3 5 x x x x)

    )

    x x1 2

    x x3 4

    00 01 11 1000011110

    1 1

    1

    1

    1 1 1

    1

    f = x x x x 3 4 1 2 4 1 3 4 x x x xx2 3x

    )

    x x1 2 3x

    f = x x x x x x1 2 3 5 2 3 5 2 3 5 x x x x

    1*

    *

    *

    * 1

    1

    1

    1

    x x4 5

    00011110

    1

    *

    000 001 011 010 110 111 101 100

  • 115577

    - :

    1) (): pxi p ix = p, 2) : p pxi = p,

    : x = x x ... x . -

    -. . - x = x x ... x . :

    . - . . "" - ( ). - , - . .

    . .

    "" - .

    . 7.1 F(1) = {3,4,5,7,9,11,12,13}.

    - : , "*". "*" -

  • 115588

    . - "*" "" ( "*" ).

    7.1

    i i i i 3 1x 2x x3 x4 3,7 1x x3 x4 4,5,12,13 x2 3x 3,7 1x x3 x4 4 1x x2 3x 4x 3,11 2x x3 x4 3,11 2x x3 x4 5 1x x2 3x x4 4,5 1x x2 3x 5,7 1x x2x4 7 1x 2x x3 x4 4,12 x2 3x x4 9,11 x1 x2x4 9 x1 x2 3x x4 5,7 1x x2 x4 9,13 x1 3x x4 11 x1 2x x3 x4 5,13 x2 3x x4 4,5,12,13 x2 3x 12 x1 x2 3x 4x 9,11 x1 x2 x4 13 x1x2 3x x4 9,13 x1 3x x4 12,13 x1x2 3x

    -- , -. , - - .

    - . , - . - .

    , , - . {0,1,x} - () 0 1. "", . - .

    (- ) .

  • 115599

    1 , 0 - , "" - .

    . 7.2 - F(1) = {2,4,5,6,7,9,13}.

    7.2 -

    i i i i

    2 0010 2,6 0x10 4,5,6,7 01xx 2,6 0x10 1x x3 4x 4 0100 4,5 010x 5,13 x101 x2 3x x4 ------------- 4,6 01x0 9,13 1x01 x1 3x x4 5 0101 -------------- 4,5,6,7 01xx 1x x2 6 0110 5,7 01x1 9 1001 5,13 x101 ------------- 6,7 011x 7 0111 9,13 1x01 13 1101

    - : 1, "*". "*" - . * - ( * - ).

    . 7.3 - - F(1) = {0,5,8,12,15} F(*) = {1,2,3,10,13,14}.

  • 116600

    , . . . - , . . .

    7.3

    -

    i i i i

    0 0000 0,1 000x 0,1,2,3 00xx 1,5 0x01 1x 3x x4 e --------------- 0,2 00x0 0,2,8,10 x0x0 5,13 x101 x2 3x x4 f 1 *0001 0,8 x000 8,10,12,14 1xx0 0,1,2,3 00xx 1x 2x b 2 *0010 --------------- 12,13,14,15 11xx 0,2,8,10 x0x0 2x 4x d 8 1000 1,3 *00x1 8,10,12,14 1xx0 x1 4x c -------------- 1,5 0x01 12,13,14,15 11xx x1 x2 a 3 *0011 2,3 001x 5 0101 2,10 *x010 10 *1010 8,10 10x0 12 1100 8,12 1x00 -------------- --------------- 13 *1101 5,13 x101 14 *1110 10,14 *1x10 --------------- 12,13 110x 15 1111 12,14 11x0 ----------------- 13,15 11x1 14,15 111x

    - 1 . i j i- j- , . "*". .

  • 116611

    - , . . - :

    1. , . , , .

    1 . . * .

    2. , . * , -. . * *.

    3. ( . ), - * ( - ). 2.

    4. 2 3 - . - .

    3 , - , -. - (Patrick), :

    f(x1,x2,...,xn) - a,b,c,... ,

  • 116622

    1 . fp(a,b,c,...) 1 f(x1,x2,...,xn). - *. fp . - , - fp f(x1,x2,...,xn). - - .

    . - 7.3 7.4.

    7.4

    0000 0101 1000 1100 1111 a 11xx * * b 00xx * c 1xx0 * * d x0x0 * * e 0x01 * f x101 * fp = (b v d)(e v f)(c v d)(a v c)a = abce v abcf v acde v acdf v abde v abdf v acde v ade v

    adf v abcde v abcdf = abce v abcf v ade v adf. : f = x1 x2 2x 4x 1x 3x x4; f = x1 x2 2x 4x x2 3x x4.

    () , , . - -

  • 116633

    . , - , - .

    F = {f1,f2,...,fm} . - F' F, - F'. F' F - .

    F' , F -. , . - .

    - - , :

    1) - m -, . . fi, (i = 1,2,...,m), i- - * - .

    2) * ( ).

    3) - * .

    4) "" - .

    5) .

    - . fi *. , .

  • 116644

    - , - * *, -. , , - - . -, , .

    . 7.5 , 7.6 - - :

    7.5

    i f1 f2 f3 i f1 f2 f3 i f1 f2 f3 2 0010 * * * 2,3 001x * * * 2,3,6,7 0x1x * * 4 0100 * * 2,6 0x10 * * 2,3,10,11 x01x *

    ----------------------- 2,10 x010 * 4,5,6,7 01xx * * 3 0011 * * * 4,5 010x * * 4,5,12,13 x10x * 5 0101 * * 4,6 01x0 * * 4,6,12,14 x1x0 * 6 0110 * * 4,12 x100 * * -------------------------------- 9 1001 * * ------------------------ 5,7,13,15 x1x1 * 10 1010 * 3,7 0x11 * * 6,7,14,15 x11x * 12 1100 * * * 3,11 x011 * * 9,11,13,15 1xx1 *

    ---------------------- 5,7 01x1 * * 12,13,14,15 11xx * * 7 0111 * * 5,13 x101 * 11 1101 * * 6,7 011x * * 13 1101 * * 6,14 x110 * 14 1110 * * 9,11 10x1 * *

    ----------------------- 9,13 1x01 *

    :

    2,3,10,11 6,7,14,15

    15 1111 * * 10,11 101x *

  • 116655

    i B f1 f2 f3 4,5,6,7,12,13,14,15 x1xx *

    F1(1) = {2, 3, 9, 11, 12, 13, 14, 15};

    F2(1) = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 12, 13, 14, 15} ;

    F3(1) = {2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 11, 12} .

    ( 7.6) - , :

    - f1: x1x2 1x 2x x3,

    - f3: 1x x2, 2x x3 x1 2x x4 .

    7.6

    f1 f2 f3

    2 3

    9

    11

    12

    13

    14

    15

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    12

    13

    14

    15

    2

    3

    4

    5

    6

    7

    9

    10

    11

    12

    1100 * * * 001x * * * * * * x100 * * * * x011 * * * * * 10x1 * * * * 0x1x * * * * * * * * x01x * * * * 01xx * * * * * * * * 1xx1 * * * * 11xx * * * * * * * * x1xx * * * * * * * *

    x2 3x 4x f3

    12. - :

    f1(x1,x2,x3,x4) = x1x2 1x 2x x3 x1 2x x4, f2(x1,x2,x3,x4) = x1x2 1x x2 1x 2x x3,

  • 116666

    f3(x1,x2,x3,x4) = 1x x2 2x x3 x1 2x x4 x2 3x 4x .

    - :

    f1(x1,x2,x3,x4) = x1 x2 1x 2x x3 x1 x4, f2(x1,x2,x3,x4) = x2 1x x3, f3(x1,x2,x3,x4) = 1x x2 2x x3 x2 3x x4 x1 2x x4.

    . 7.7 , . - , . - , 15 9 , 20 11 .

    xx12

    xx23

    xx12

    xx12

    xx14

    xx12

    xx12xx

    12

    xxx

    123

    xxx

    234

    xxx

    124

    xxx

    123

    xxx

    123

    xxx

    124

    V

    V

    V

    V

    V

    V

    V

    V

    V

    f1

    f1

    f3

    f3

    f2 f2

    V

    V

    V

    V

    V

    V

    x2

    V V

    V

    V

    V

    7.7

    )

    )

  • 116677

    77..77

    . , - 0. - 1 0 . . 7.8 - .

    - - . , f

    f.

    - 0. x x = 0 -: 0 1 . . . 7.9 - .

    7.8

    x1

    x2

    x3

    f = ( ) (x x )x x x1 2 2 1 3 f = (x ) (x x )1 3 x x3 2 4))

    x x1 2

    x x3 4

    00 01 11 1000011110

    00

    00

    0 0

  • 116688

    77..88

    n . , . -. - . - -. :

    f(x1,x2,,xn) - : f(0,0,...,0) = 0. - , 00...0, 2n-1 {0,1}, 12

    n2 .

    f(x1,x2,,xn) - : f(1,1,...,1) = 1. , 11...1, 2n-1 {0,1}, 12

    n2 .

    7.9

    f = xx x3 2 1 f = x x x x x x 1 3 2 4 1 2 3x x1

    x2

    x3x x1 2

    x x3 4

    00 01 11 1000011110

    111

    11

    1

  • 116699

    f(x1,x2,,xn) fd(x1,x2,,xn) : fd(x1,x2,,xn) = .)x,...,x,x(f n21

    , . :

    f(x1,x2,,xn) = .)x,...,x,x(f n21

    - . () .

    -, . , , . - -: - . - n . , 2n-1, -, .2

    1n2

    yy

    {0,1}n. A=(a1,a2, ...,an) B=(b1,b2,..., bn) A B - i bi i=1,2,...,n. A B . A B - .

    :

    A B f(A) f(B).

  • 117700

    - :

    f(x1,x2,,xn) = a0 a1x1 a2x2 anxn, aj {0,1}, j = 1,2,,n . j,

    n+1, n 2n+1.

    .

    77..88

    . : , .

    . f1, f2, ..., fm .

    . . - , . - , , . - , , 1.

    - . - () - . - , , ,

  • 117711

    -, . - . . - .

    .

    1) (E. Post):

    . , -, , - .

    6.5 K0, K1, S, M L .

    :

    : - .

    . f1, f2, ..., fm . f* - , f*(0,0...,0) = 1. :

    ) f*(1,1,...,1) = 1 f* -,

    ) f*(1,1,...,1) = 0 f* 1. f* , , .

    . -. 0 1. 0 1 ,

  • 117722

    , : .

    : , - . - , . .

    2) . f1, f2, ..., fm - . g1, g2, ..., gk. g1, g2, ..., gk f1, f2, ..., fm , . :

    f1 = F1(g1,g2,...,gk)

    f2 = F2(g1,g2,...,gk)

    . . . . . . . . . . . . . .

    fm = Fm(g1,g2,...,gk)

    .

    x = x / x ; x = x x ;

    x1 x2 = (x1/x2)/(x1/x2) ; x1 x2 = (x1 x2) (x1 x2) ,

    , . .