Mantiqiy sxemalar shakllari

3. Mantiqiy sxemalar shakllari
Oldinda aytilganiday barcha raqamli qurilmalar sodda mantiqiy elementlar asosida quriladi. Asosan bu mantiqiy elementlarni mantiqiy algebraning sodda funksiyalari bajaradi. Eng sodda mantiqiy elementlar bir argumentli funksiyalar orqali tavsiflanadi. Eng ko‘p qo‘llaniladigan mantiqiy funksiyalarni va ularning sxemalardagi tasvirlarini ko‘rib chiqamiz. Barcha bir argumentli funksiyalar orasidan faqat (mantiqiy YOQ) funksiya amaliy axamiyatga ega. Invertor uchun rostlik jadvali quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi .
Invertorning grafik tasviri 12-rasmda ko‘rsatilgan.
12-rasm.
Ikki argumentli funksiyani amalga oshirish ham katta amaliy axamiyatga ega. Barcha mumkin bo‘lgan funksiyalar 3.3-jadvalda keltirilgan. Biz hammasi bo‘lib, 16 ta turli funksiyalarni hosil qilamiz. 13-jadval.
Argumentlar
|
X1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
X2
|
0
|
1
|
0
|
1
|
Funksiyalar
|
f0
|
0
|
0
|
0
|
0
|
f1
|
0
|
0
|
0
|
1
|
f2
|
0
|
0
|
1
|
0
|
f3
|
0
|
0
|
1
|
1
|
f4
|
0
|
1
|
0
|
0
|
f5
|
0
|
1
|
0
|
1
|
f6
|
0
|
1
|
1
|
0
|
f7
|
0
|
1
|
1
|
1
|
f8
|
1
|
0
|
0
|
0
|
f9
|
1
|
0
|
0
|
1
|
f10
|
1
|
0
|
1
|
0
|
f11
|
1
|
0
|
1
|
1
|
f12
|
1
|
1
|
0
|
0
|
f13
|
1
|
1
|
0
|
1
|
f14
|
1
|
1
|
1
|
0
|
f15
|
1
|
1
|
1
|
1
|
14-jadvalda funksiyalarning nomi, shartli belgilanishi va bu funksiyalarni amalga oshiruvchi mantiqiy elementlarning nomlari keltirilgan.
14. Jadval
Funksiya
|
Funksiyaning nomlanishi
|
MND Sh
|
VA, YOKI, YO’Q bazislarida ifodalanish
|
Funksiyaning belgilanishi
|
Mantiqiy elementlarning nomi
|
Shartli belgilashlar
|
f0
|
Doimiy
|
|
0
|
0
|
Nolning generatori
|
0
|
f1
|
Konunktsiya
|
x1x2
|
x1x2
|
x1x2
|
VA elementi
|
x1
x2
|
f2
|
Teskari inkor
|
x1x2
|
x1x2
|
x1=x2
|
Inkor
|
x1
x2
|
f3
|
X ni takrorlash
|
x1x2 v x1x2
|
x1
|
x1
|
|
x1
|
f4
|
Inkor
|
x1x2
|
x1x2
|
x1=x2
|
Inkor
|
x1
x2
|
f5
|
X ni takrorlash
|
x1x2 v x1x2
|
x2
|
x2
|
|
x2
|
f6
|
2 modul asosida qo’shish
|
x1x2 v x1x2
|
x1x2 v x1x2
|
x1x2
|
MOD-2
|
M2
x1
x2
|
f7
|
Dizyunktsiya
|
x1x2 v x1x2
v x1x2
|
x1x2
|
x1 v x2
|
YOKI elementi
|
1
x1
x2
|
f8
|
Veb funktsiya (Pirs strelkasi)
|
x1x2
|
x1x2
|
x1x2
|
YOKI –YOQ Elementi
|
1
x1
x2
|
f9
|
Ekvivalentlik
|
x1x2 v x1x2
|
x1x2 v x1x2
|
x1=x2
|
Ekvivalentlik
|
1
x1
x2
|
f10
|
X invers
|
x1x2 v x1x2
|
x2
|
x2
|
YOQ elementi
|
x2
|
16 ta funksiyadan biz uchun f1, f6, f7, f8 и f14 lari asosiy bo‘ladi
Mantiqiy sxemalarni tahlil qilish va qayta ishlash
Mantiqiy sxemalarni sintez qilish
Mantiqiy funksiyalarni tasvirlashning kanonik shakllari. Mantiqiy qurilmani sintez qilish bir nechta bosqichlarga bo‘linadi. Birinchi bosqichda so‘z bilan, jadval ko‘rinishida yoki boshqa shakllarda berilgan funksiyalarni qandaydir bazisdan foydalanib, mantiqiy ifoda ko‘rinishida tasvirlash kerak. Keyingi bosqichlar, sintez jarayonida eng kam miqdordagi elektron asbob va qurilmaning funksio‘nal sxemasini ratsio‘nal qurishni ta’minlaydigan funksiyalarning eng kichik shakllarini hosil qilishga mo‘ljallanadi.Birinchi bosqich uchun mantiqiy qurilmani qurish uchun qanday bazis ishlatilganligidan qat’iy nazar, odatda VA, YOKI,YO‘Q bazisi qo‘llaniladi.
Keyingi almashtirishlarni osonlashtirish uchun, funksiyani tasvirlashning quyidagi ikki boshlang‘ich kanonik shakli qabul qilingan: mukammal diz’yunktiv normal shakl (MDNSH) va mukammal kon’yuktiv normal shakl (MKNSH).
Mukammal diz’yunktiv normal shakl (MDNSH). Diz’yunktiv normal shakl (MDNSH) deb, funklsiyaning shunday tasvirlash shakliga aytiladiki, bunda funksiyaning mantiqiy ifodasi har biri argumentlarning sodda konyunksiyasi yoki ularning inversiyasi bo‘lgan hadlar qatorining diz’yunksiyasi ko‘rinishida quriladi. DNSH ga misol sifatida qo‘yidagi misolni keltiramiz:
(3.1)
DNSH bo‘lmaydigan funksiyani tasvirlash shaklini keltiramiz. Masalan, quyidagi funksiya
DNSH da tasvirlanmagan, chunki oxirgi hadi argumentlarning sodda konyunksiyasi bo‘lmaydi.
Huddi shunday, funksiyani tasvirlashning qo‘yidagi shakli ham DNSH bo‘lmaydi:
Agar DNSH ning har bir hadida funksiyaning barcha argumentlari (yoki ularning inversiylari) tasvirlangan bo‘lsa, unda bunday shakl MDNSH deb ataladi. (3.1) ifoda MDNSH bo‘la olmaydi, chunki uning uchinchi hadigina funksiyaning barcha argumentlarini o‘z ichiga oladi.
DNSH dan MDNSH ga o‘tishda barcha argumentlar tasvirlanmagan har bir hadiga ko‘rinishdagi ifodani kiritish kerak, bu yerda xi.-argumentdagi mavjud bo‘lmagan argument, bo‘lgani uchun bunday amal funksiyaning qiymatini o‘zgartira olmaydi. DNSH dan MDNSH ga o‘tishni quyidagi ifoda ko‘rinishida ko‘rsatamiz.
(3.2)
Hadlarga ko‘rinishdagi ifodani qo‘shish quyidagi funksiyaga olib keladi.
Bundan, o‘xshash hadlarni keltirganimizdan so‘ng:
ya’ni MDNSH ni hosil qilamiz, agar boshlang‘ich funksiya jadval ko‘rinishida berilgan bo‘lsa, unda MDNSH bevosita hosil qilinishi mumkin. 15-jadval
X1
|
0
|
0
|
0
|
0
|
1
|
1
|
1
|
1
|
X2
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
0
|
1
|
1
|
X3
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
f(x1x2x3x4)
|
0
|
0
|
1
|
1
|
0
|
1
|
0
|
1
|
15-jadval ko‘rinishidagi funksiya berilgan bo‘lsin. Bu funksiya uchun MDNSH quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi.
(3.2) dagi har bir had f(x1,x2,x3) funksiya 1 ga teng bo‘ladigan argumentlar qiymatining qandaydir to‘plamiga mos keladi. f(x1,x2,x3) funksiya 1ga teng bo‘ladigan (3-, 4-, 6-, 8-chi to‘plam ustunlari) argumentlarning har bir to‘plamida 1 (3.2) ifodaning mos hadiga aylantiradi, buning natijasida funksiyaning o‘zi 1ga teng bo‘ladi
Rostlik jadvali bilan berilgan funksiyani MDNSH da yozishning quyidagi qoidasini keltiramiz. Jadvaldagi funksiyada nechta 1 mavjud bo‘lsa, shuncha hadlarni argumentlarning kon’yunksiyasi ko‘rinishida yozish kerak. Har bir kon’yunksiya funksiyani 1 ga aylantiradigan argumentlar qiymatining aniq bir to‘plamiga mos kelishi kerak, va agar bu to‘plamda argumentning qiymati 0 ga teng bo‘lsa kon’yunksiyaga shu argumentning inversiyasi kiritiladi. Har bir funksiya yagona MDNSH ga ega ekanligini e’tiborga olamiz.
Mukammal kon’yuktiv normal shakl (MKNSH).
Кon’yuktiv normal shakl (KNSH) deb funksiyani har biri, argumentning sodda dizyunksiyasi (yoki ularning inversiyalari) bo‘ladigan hadlar qatorining kon’uynksiyasi ko‘rinishida tasvirlash shakliga aytiladi.
KNSHga funksiyani tasvirlashning quyidagi shakli misol bo‘la oladi :
KNSH bo‘lmaydigan funksiyani tasvirlash shaklini keltiramiz :
Bu shakl MKNSH bo‘lmaydi, chunki uning birinchi hadi qolganlari bilan kon’yunksiya amali orqali bog‘lanmagan.
KNSHning har bir hadida MKNSH barcha argumentlari keltirilgan bo‘lishi kerak . KNSHdan MKNSH ga o‘tish uchun barcha argumentlarni o‘z ichiga olmaydigan har bir hadiga хi*хi ko‘rinishdagi hadlarni qo‘shish kerak, bu yerda хi haddagi mavjud bo‘lmagan argument
хi*х = 0 bo‘lgani uchun bunday amal funksiyaning qiymatiga ta’sir qilmaydi. хi*х ifodani qandaydir Y hadiga qo‘shish natijasida quyidagi ko‘rinishga keltiruvchi Yхi *х
ifoda hosil qilinadi
Bu tenglikning to‘q‘riligi taqsimlash qonunidan kelib chiqadi, buni ifodaning o‘ng tomonidagi qavslarni ochish orqali ko‘rsatish mumkin. Quyidagi funksiya misolida
KNSH dan MKNSHga o‘tishni ko‘rib chiqamiz:
Quyidagi ifodaning biror hadining ustida almashtirish bajarib taqsimot qonunini qo‘llashni ko‘rsatamiz:
Belgilaymiz
Zarur belgilashlarni kiritgandan so‘ng, taqsimot qonuni asosida quyidagiga ega bo‘lamiz
Quydagicha belgilab taqsimot qonunini qo‘llaymiz.
Z1 va Z2 ning qiymatlarini, o‘rniga qo‘iyb KNSH dan MKNSHga o‘tishda keltirilgan ifodaning mos hadlarini hosil qilamiz.
MKNSH funksiyalar rostlik jadvali bo‘yicha oson quriladi. Misol sifatida 3.1 jadvalda keltirilgan funkiyani ko‘rib chiqamiz.
(2.3)
Ifoda f(x1, x2, x3) funksiyasi rostlik jadvalida qiymatlari orasida nechta nol bo‘lsa, shuncha konyunksiya amali bilan bog‘langan hadlarga ega. Shunday qilib, funksiya nolga teng bo‘ladigan argumentlar qiymati toplamiga shu to‘plamda nol qiymatga ega bo‘luvchi MKNSHning aniq bir hadi mos keladi. MKNSH hadlari kon’yunksiya amali bilan bog‘langanligi uchun, hadlaridan birortasi nolga teng bo‘lsa funksiya ham nolga teng bo‘ladi.
Shunday qilib, rostlik jadvali orqali berilgan MKNSH funksiyani yozish qoydasini keltiramiz. Argumentlar qiymatlarining qancha to‘plamlarida funksiya nolga teng bo‘lsa, barcha argumentlar diz’yunksiyasini tashkil qiluvchi, shuncha kon’yunktiv hadlarni yozish kerak va agar to‘plamda argumentning qiymati 1 ga teng bo‘lsa,u holda diz’yunksiyaga shu argumentning inversiyasi kiradi.
Ihtiyoriy funksiya yagona MNKSH ga ega.
Mantiqiy qurilmaning tuzilmali sxemasi bevosita amalga oshirilayotgan funksiyaning kanonik shakliga (MDNSH yoki MKNSH) asosan quriladi. (3.2 ) va (3.3) funksiyalar uchun hosil qilingan sxemasi 3.9a va 3.9b rasmda keltirilgan
16-rasm.
17-rasm
Qurilmaning, umuman olganda, to‘g‘ri ishlashini ta’minlovchi bu usulning kamchiligi ham yo‘q emas. Hosil qilingan sxemalar juda murakkab, katta sondagi mantiqiy elementlardan foydalanishni talab qiladi, unumliligi va ishonchliligi juda quyi. Ko‘p hollarda funksiyalarni o‘zgartirmasdan mantiqiy ifodalarni shunday soddalashtirish mumkinki, bunda mos keluvchi tuzilmali sxema soddaroq bo‘lib qoladi. Funksiyani bunday soddalashtirish funksiyalarni minimallashtirish deyiladi.
Xulosa
Zamonaviy axborot texnologiyalari asosida ma`lumotlarni obrazlar ko’rinishida taqdim etish va fikrlash jarayonini tashkil etish o’quvchilarning aqliy rivojlanish darajasini yuqoriga ko’taribgina qolmasdan, an`anaviy o’qitish o’rtasidagi nisbatni o’zgartirishga ham olib keladi. An`anviy o’qitish metodikasida o’quv materiallari asosan matn va formulalar ko’rinishida berilib, o’quv materiallarini namoyish imkoniyati deyarli mavjud emas. O’quvchilarga berilayotgan materiallarni qayta kodlashtirish va o’zlarining modelini yaratish masalasi yuklanmaydi. Bu ma`noda AT asosida o’quv materiallarini obrazli ko’rinishda taqdim etishda ularga har xil ko’rinishdagi ranglar, harakat, ovoz kabi elementlarni kiritish o’quvchilarning o’quv materiallarini qabul qilish jarayoni samaradorligini oshirish bilan birga, berilayotgan materiallarni tahlil qilish, taqqoslash hamda abstraktsiyalash kabi muhim sifatlarini rivojlantiradi. Bu narsa ayniqsa bizning ya’ni axborot texnologiyalari sohasida juda muhim.
Mantiqiy algebraning ahamiyati uzoq vaqt davomida inkor qilib kelinadi, chunki uning usul va uslublaridan o‘sha davrning fan va texnikasi uchun amaliy foyda yo‘q edi. Biroq elektron asosdagi (bazadagi) hisoblash texnikasi vositasini yaratish uchun prinsipial imkoniyat paydo bo‘lganida Bul tomonidan kiritilgan amallar katta foyda berdi. Ular avval boshdanoq faqat ikkita mohiyat: rost va yolg‘on bilan ishlashga mo‘ljallangan. Ular ikkilik kod bilan ishlash uchun qanchalik qo‘l kelganini tushunish qiyin emas. Bu kod zamonaviy kompyuterlarda ham faqat ikkita signal: nol va bir bilan taqdim etilgan.
Elektron hisoblash mashinalarini yaratishda Jorj Bul taklif qilgan mantiqiy amallarning hammasi emas, balki to‘rtta asosiy amali: VA (kesishma), YOKI (birlashtirish), EMAS (inkor) va YOKINI ISTESNO ETUVCHI zamonaviy kompyuterlar protsessorlarining hamma turlarida qo‘llaniladi.
Xulosa qilganda hozirgi vaqtda ma’lumotlarning ko’pligi va keskin suratda ko’payish, o’zgarish tufayli EHM larning roli va o’rni, ularning rivojlanishi axborot jamiyati uchun eng kerakli bo’lgan texnologik vosita hosoblanadi va biz shu sohada bilim olayotganimizdan mamnunmiz.
FOYDALANILGAN ADABIYOTLAR
Kasb –hunar kollejlari uchun "Informatika" fanidan o’quv dastur – T, 2000y.
Kasb – hunar kollejlari uchun "Axborot texnologiyalari" fanidan o’quv dasturi –T, 2000y.
Yuldashev U. Y.,oqiyev R. R., Zokirova F. M., "Informatika" – T, 2002 y.
Abduqodirov A. A., Hayitov A., Shodiyev R. "Axborot texnologiyalari"– T, 2002y.
Foydalanilgan saytlar
1. MSDN - http://msdn.microsoft.com
2. www.citforum.ru/database
SWOT TAHLIL
S:. Kuchli tomonlari:
1. Raqamli shaklda axborotni qayta ishlash uchun moʻljallangan qurilmalar
2. Korxona va tashkilotlarga tovar-moddiy zaxiralar va muomalalar hisobini yuritishda yordam bera oladi.
3. Xavfsizlik uchun, binoga kimning kirib-chiqishini hisobga olish uchun ishlatilishi mumkin.
|
W: Kamchiliklari:
1. Agar qo'lda kiritish bo'lsa, registrlar xatolarga duch kelishi mumkin.
2. Elektron yoki raqamli registrlar texnik nosozliklar yoki xakerlik hujumlariga moyil bo'lishi mumkin.
3. Registrlarga bog'liqlik, agar ular zaxiralanmagan bo'lsa yoki ortiqcha tizimlar mavjud bo'lmasa, bitta nosozlik nuqtasini yaratishi mumkin.
|
O: Imkoniyatlar:
Mantiqiy algebrada ikkita A va B kirishlar OR qiymatini quyidagicha yozish mumkin A + B.
Mantiqiy algebrada ikkita A va B kirishlar NOR qiymati quyidagicha yozilishi mumkin (A + B haddan tashqari balandlikda).
Mantiqiy algebrada ikkita A va B
kirishlarning VA ishi quyidagicha yozilishi mumkin AB.
|
T: Tahdidlar:
1. Muqobil hisob yuritish vositalari va texnologiyalaridan raqobat.
2. Qoidalar va muvofiqlik talablarining ortib borishi ro'yxatga olishni boshqarishni murakkablashtirishi mumkin.
3. Registrlarda saqlanadigan maxfiy ma'lumotlardan noto'g'ri foydalanish yoki ruxsatsiz kirish ehtimoli.
|
Test
1.Registrlar odatda ------------- asosida quriladi.
Svetodiodlar
B.
C.
D. Triggerlar
2. KONYUKTOR bu …
A. mantiqiy ko’paytirish
B. mantiqiy ayrish
C. mantiqiy qo’shish
D. mantiqiy bo`lish
3. INVERTOR bu …
A. mantiqiy qo’shish
B. Distributik
C. Inkor
D. Kommutativlik
4. VA-mantiqiy elementi qanday mantiqiy operatsiyani bajaradi?
A.ko‘paytirish
B. bo‘lish
C. ayrish
D. qo`shish
5. Mantiqiy elementlar nima?
bajaruvchi struktura birligi.
D. chidamlilik, sustlik
6. Mantiqiy funksiyani yoki mantiqiy funksiyalar majmuasini amalga oshiruvchi mantiqiy elementlardan tashkil topgan sxema ... deb ataladi.
A. kombinatsion sxema
B. ketma-ket sxema
C. Pardali IS
D. Pardali IS
GLOSSARIY
Analog
ingl: analog
rus: аналоговый
Nurlanuvchi tebranish parametrlari (amplituda, chastota, faza) modulyasiyalovchi kirish signalining amplitudasiga proporsional o‘zgaradigan modulyasiya usuli
Analog modulyasiya
ingl: analog modulation rus:
аналоговая модуляция
Vaqt birligi, masalan, bir sekund ichida davrlar yoki tugallangan o‘zgarishlar soni. Umuman olganda chastota ma’lum vaqt birligida ma’lum hisobni bildiradi.
Chastota
ingl: frequency
rus: частота
Signal yoki ma’lumotlar uzatish vositasi yoki yo‘li. Signallarni uzatish vositasi fizik kanal deb ataladi. Ma’lumotlar manbadan uni qabul qiluvchiga uzatiladigan yo‘lni mantiqiy kanal aniqlab beradi. Kanallarning ikki klassni farqlashadi: asinxron va 308 sinxron. Sinxron kanalda amalga oshirilayotgan uzatish jarayonini sinxronlashtirish ta’minlangan bo‘ladi. Asinxron kanal shu bilan ajralib turadiki, u orqali ma’lumotlar uzatishda jo‘natuvchi va qabul qiluvchi ishlari sinxronlashtirilmaydi. Uzatilayotgan signallarning shakliga qarab kanallar analog va diskret turlarga bo‘linadi. Signallarni uzatish usuliga qarab kanallar bir necha turlarga bo‘linadi – simpleks, yarim dupleks, dupleks kanallar.
Kanal
ingl: channel
rus: канал
Bitta stasionar signalning boshqa signal shakliga ko‘ra o‘zgarishi jarayoni. Modulyatsiya ma’lumotlarni elektromagnit nurlanish yordamida uzatishda amalga oshiriladi
Modulyatsiya
ingl: modulation
rus: модуляция
1. Bir nechta ma’lumotlar oqimi yoki kanalni bitta chiqish signali, guruhi yoki ko‘p kanalli xabarga birlashtiruvchi qurilma. 2. Bir nechta radiouzatuvchilarning o‘zaro xalaqitlarsiz bitta antennaga ishlashini ta’minlovchi qurilma.
|