КУРСОВА РОБОТА
з дисциплін
и«
Арифметико-логічні основи ЕОМ»
«Синтезування логічної структури пристрою у базісі АБО–НІ»
Пояснювальна
записка
Зміст
1. Вступ
2. Мінімізація логічної функції методом Квайна
3. Мінімізація логічної функції методом карт Карно (Вейча)
4. Синтез структури у заданому базисі
5. Висновок
6. Список літератури
Вступ
В сучасному світі такий пристрій як ЕОМ застосовується практично всюди, в науці, в навчанні, в економіці, у військовій галузі і т.д. Це зумовлено тим що ЕОМ може обробляти інформацію дуже і дуже швидко.
Цифрові ЕОМ працюють з інформацією, представленою в дискретній формі у вигляді загальноприйнятої для запису та читання символіки набором цифр, букв та знаків будь-якого установленого алфавіту, який має кінцеве число символів.
Основна мета курсового проекту – надбання практичних та закріплення теоретичних навичок в розробці апаратних засобів логічних пристроїв різноманітного призначення.
В завданні требасинтезувати логічну структуру пристрою у базісі АБО-НІ.
Для формального опису цифрового автомату (блоки ЕОМ представляють собою цифрові автомати) використовують апарат алгебри логіки). У загальному випадку логічні вирази є функціями логічних змінних A, B, C,… що, як i їх логічні змінні, можуть приймати тільки два значення 0 або 1. Структурна схема логічного пристрою може бути побудована безпосередньо за канонічною формою (ДКНФ) функції, що реалізується. Недоліком такого методу побудування структурних схем, що забезпечують правильне функціонування пристрою, є те, що отримані схеми, як правило, виходять невиправдано складними, потребують великої кількості логічних елементів i, відповідно, мають низьку економічність i надійність. У багатьох випадках вдається так спростити логічний вираз, не порушуючи функції, що відповідна структурна схема виходить істотно простішою. Методи такого спрощення функції називають методами мінімізації логічних функцій.
1.
Перший етап
1.1 Мінімізація логічних функцій методом Квайна
Метод Квайна відноситься до числа таких методів мінімізації функцій алгебри логіки, які дозволяють зображати функції в КНФ з мінімальним числом членів i мінімальним числом літер у членах. Цей метод має два етапи перетворення функції: на першому етапі здійснюється перехід від канонічної форми (ДКНФ) до, так званої, СКОРОЧЕНОЇ ФОРМИ, а на другому етапі – перехід від скороченої форми логічного виразу до МIНIМАЛЬНОЇ ФОРМИ.
1.2 Нехай функція задана таблицею істинності (табл. 1)
Таблиця 1
A |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
B |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
C |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
D |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
F (A, B, C, D) |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
ДКНФ даної функції:
(1)
Метод Квайна працює лише для ДДНФ. Щоб отримати її потрібно зробити інверсію даної функції:
(2)
Перехід до скороченої форми складається з послідовного використання двох операцій: операції склеювання та операції поглинання.
Вираз, який отримали, є скороченою формою логічного виразу заданої функції, а його члени – прості імпліканти функції.
(3)
2. Другий етап
Перехід від скороченої форми до мінімальної здійснюється за допомогою iмплiкантної матриці (табл. 2). У стовпчики iмплiкантної матриці записуються члени ДДНФ заданої функції, а в рядки – прості імпліканти функції, тобто члени скороченої форми логічного виразу функції. У матриці помічаються (наприклад, хрестиками) стовпчики членів ДДНФ, що поглинаються окремими простими iмплiкантами.
Таблиця2
(4)
Мiнiмальна кон'юнктивна нормальна форма (МКНФ) заданої функції:
(5)
2.1
Мінімізація логічної функції методом карт Карно (Вейча)
Метод Квайна має чітко сформульовані правила проведення окремих операцій, завдяки чому він може бути використаний для мінімізації функцій з використанням ЕОМ в тих випадках, коли функція, мінімізується, достатньо складна (має велику кількість аргументів i канонічна форма має велике число членів). Однак для мінімізації функції ручним способом (без використання ЕОМ) цей метод є трудомістким. Це пов'язано з необхідністю попарного порівняння всіх членів виразу для виявлення членів, що склеюються. Метод мінімізації функцій за допомогою карт Карно (Вейча) забезпечує простоту отримання результату. Він використовується для мінімізації відносно нескладних функцій (з числом аргументів не більше 5) ручним способом. Карта Карно (Вейча) – це таблиця істинності визначеної форми i представляє собою прямокутник, поділений на 2n клітин, де n – число змінних. Кожна клітина відповідає визначеному набору значень аргументів. Значення аргументів складають координати відповідних їм рядків i стовпчиків.
2.2 Мінімізація логічних функцій методом карт Карно (Вейча)
Перший етап
– заповнення карт Карно (Вейча). У відповідні клітини записують значення функції, що відповідає даному набору (табл3).
Таблиця 3
Другий етап
– наведення контурів. На карті Карно (Вейча) наводять контури, що об'єднують «0».
Третій етап
– запис мінімізованої логічної функції у вигляді МКНФ:
(6)
3.
Третій етап
3.1 Синтез логічної структури у заданому базисі
За реалізації на елементах АБО-НI необхідно виконати подвійну інверсію над отриманою МКНФ функції i перетворити за теоремою де-МОРГАНА інверсію кон'юнкції в диз'юнкцію інверсій. Наприклад, МКНФ функції має вираз:
(7)
Структурна схема, що вiдповiдає цьому виразові, зображена на рисунку 1. 1
Рисунок 1.1
Для отримання інверсних значень змінних використані двовходовi елементи АБО-НI.
Структурна схема, що вiдповiдає даному завданню зображена на рисунку 1.2.
Рисунок 1.2
Висновок
На початку виконання роботи, була записана логічна функція, задана таблицею істинності.
Зробивши інверсію, за допомогою операції «склеювання» та таблиці імплікантів була мінімізована логічна функція (КНФ) методом Квайна. Для перевірки результатів мінімізації методом Квайна, був використаний метод карт Карно (Вейча), який виявився найбільш простим. Отриману функцію синтезували в базисі АБО-НI. У підсумку була отримана структурна схема.
Другие работы по теме:
Розробка автоматичного процесу деталі шатун
Зміст Вступ 1. Проектування металорізального інструменту 1.1 Призначення та область застосування інструменту 1.2 Повний конструкторський розрахунок з оформленням необхідних ескізів
Розробка одноконтурної автоматичної системи регулювання (АСР)
Проблеми забезпечення необхідних властивостей лінійних автоматичних систем. Застосовування спеціальних пристроїв, для корегування динамічних властивостей системи таким чином, щоб забезпечувалася необхідна якість її функціонування. Методи їх підключення.
Основи конструювання батарейного циклону
Особливості використання та влаштування батарейних циклонів, оцінка його аеродинамічного опору. Методика визначення загальної кількості батарейних елементів та довжини вихлопної трубки циклонного елементу. Аналіз руху газу в корпусі батарейного циклону.
Цифровий частотомір - хронометр для навчальних дослідів із фізики
Однією з головних тенденцій розвитку навчального експерименту з фізики є поступове залучення для проведення вимірювань цифрових вимірювальних приладів. Про це вже йшлося в нашій попередній статті [4], де увазі читачів запропоновано електронний секундомір із цифровим відліком для навчальних дослідів із фізики.
Розрахунок каналу обробки аналогового сигналу
Проектування каналу збору аналогових даних реальної мікропроцесорної системи, який забезпечує перетворення аналогового сигналу датчика - джерела повідомлень в цифровий код. В такому каналі здійснюється підсилення, фільтрація і нормування сигналу.
Проектування пристрою пожежної сигналізації
Визначення температури в приміщенні, аналіз на задимленість та своєчасна подача сигналів. Структурна схема пристрою, обґрунтування достатності апаратних засобів та програмних ресурсів. Принципова схема пристрою та схема підключення цифрового датчика.
Розроблення програми на мові С для OS Windows
Технічне обґрунтування та етапи розроблення програми на мові С для OS Windows, яка виводить у вікно запропонованої таблиці інформацію при натисненні клавіш клавіатури. Проблеми систем програмування. Резервування додаткової пам’яті в структурi класу вiкна.
Розробка програми "KeyLook"
Створення програми, яка друкує в вікно інформацію про натискання клавіш на клавіатурі в таблицю. Функція виведення назви отриманого програмою повідомлення від клавіатури та певних додаткових даних. Обробка інформації, неопрацьованої віконною процедурою.
Генератор випадкових чисел
Електронний пристрій, призначений для генерування випадкового числа в двох діапазонах: від 0 до 36 і від 0 до 49, його структурна схема та принцип дії. Вибір і обґрунтування елементної бази. Результати застосування ЕОМ при проектуванні пристрою.
Створення синтезатора мови
Створення синтезатора мови за параметром "чіткість". Повний синтез мови за правилами. Обробка вихідного звуку. Опис головного вікна програми. Генерація проміжків між фонемами. Якість звуку та підбір фонем. Відтворення та збереження мови. Системні вимоги.
Багаторозрядні комбінаційні суматори та АЛП
Арифметико-логічний пристрій (АЛП) призначений для виконання арифметичних і логічних операцій над числами (словами) за сигналами з пристрою керування. Процес функціонування АЛП являє собою визначену послідовність елементарних дій у його вузлах.
Тригери на логічних елементах
Найпростішими елементами з пам’яттю є тригери – логічні елементи, яки можуть знаходитись у одному з двох стійких станів і переходити до іншого стану під впливом зовнішніх сигналів (через це тригер називають бістабільним елементом). Їх застосування.
Налаштування технічних засобів ПК
Способи налаштування технічних засобів персонального комп'ютеру, комбінація клавіш для відкриття вікна із системними властивостями. Пошук інформації про системну плату та її драйвери, контролери прямого доступу й резервування пам'яті буферу DMA.
Синтез складних логічних пристроїв
Полтавський Військовий Інститут Зв’язку Кафедра схемотехніки радіоелектронних систем ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ напрям підготовки 0924 «Телекомунікації»
Організація пам яті МП IA 32
Полтавський Військовий Інститут Зв’язку Кафедра схемотехніки радіоелектронних систем ОБЧИСЛЮВАЛЬНА ТЕХНІКА ТА МІКРОПРОЦЕСОРИ напрям підготовки 0924 «Телекомунікації»
Структура і фізіологія нервової системи
Реферат з біології Структура і фізіологія нервової системи Нервова система має швидше ускладнену гістологічну структуру. Це включає: нейрони, які є індивідуальними нервовими осередками мікроскопічної структури; нерви, які є макроскопічної структури; мозок, який є центром регулювання і координацією активності тіла; спинний мозок, який є колоною нервової тканини; менінгіт, який є трьома шарами зв’язуючої тканини, мембран, які оточують центральну нервову систему, тобто мозок і спинний мозок.
Структурне програмування
Реферат на тему: Структурне програмування План Структурне програмування Принцип модульності Процедурна абстракція. Модулі в Turbo Pascal. Література
Встановлення драйверів
СТАНОВЛЕННЯ ДРАЙВЕРІВ. Поняття драйверу. Драйвер – програма, що розширює можливості операційної системи. Драйвер пристрою – програма операційної системи для керування роботою периферійними пристроями: дисководами, монітором, клавіатурою, принтером, маніпулятором “миш” та ін.
Структура та принцип роботи Win9x NT
Міністерство освіти України Львівський державний університет ім. І. Франка Факультет прикладної математики та інформатики Звіт про виконання практичного завдання з курсу
Драйвери зовнішніх пристроїв
12., призначення, приклади. Драйвер – це програма, яка відповідає за роботу даного пристрою, містить набір команд, для даного пристрою і забезпечує зв'язок між комп’ютером і пристроєм.
Експеримент 6
Міністерство освіти і науки України Чернігівський державний інститут економіки і управління Славутицький навчальний центр з предмету “Соціологія”
Системний підхід до складання логічної структури теми
Приступивши до складання тематичних планів викладач стикається з проблемою побудови навчального матеріалу таким чином, щоб із хаотичних уявлень про предмет в студента створилась певна система знань. Виходячи із цих міркувань, інформація підлягає структуруванню в тому числі при розробці плана-конспекта лекцій чи тактичного заняття, алгоритму семінару, чи опорної схеми.