Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Василенко, Ю. А. Синтез дискретных структур учеб. пособие

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.65 Mб
Скачать

Ю . А. ВАСИЛЕНКО

СИНТЕЗ ДИСКРЕТНЫХ СТРУКТУР

(учебное пособие)

У Ж ГО Р О Д -1973

МЖИСТЕРСТЭО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ УССР

УЖГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра теоретической кибернетики и математической логики

Ю. А. В А С И Л Е Н К О

С И Н Т Е З Д И С К Р Е Т Н Ы Х С Т Р У К Т У Р

( у ч е б н о е п о с о б и е )

У Ж Г О Р О Д - 1973

Г*с. публичная

и»учно-твхк:і с чая бибЛИО fc- ' ‘.'Г*

ѲКЭЕМШ'Г*' SSM ? ЧИТАЛЬНОГО ЗАЛА

w - / я $ о

Подписано к печати 28.У7.1973.Разрешено к печати 9.07.1973 г.

ББ00837.

Зк.654.

 

Тир.ЛЮ .

Форма60 X 84.

О б 'ем

9,125

пл.

1/16 .

 

Пена

одного

Экз.

63 коп.

Печатная лаборатория УжГУ.г.Ужгород.ул, Горького,46.

- 2 -

Данное учебное пособие возникло на основе использова­

ния фрагментов курсов, которые читались автором в Харьков­

ском институте радиоэлектроники для студентов специальности

"Электронные вычислительные машины", а также для студентов

Ужгородского госуниверситета / специальность"теоретическая

кибернетика"/.

Четвертая глава написана кан д .тех . наук Н.Я.Какуриным,

а § 2 главы

ІУ написан Н. Я.іакуриным совместно с А.К.Барино­

вым, который

выполнил также ряд расчетов на ЭЦВИ "Урал-І4-Д"

и "Проминь-

М", потребовавшихся для анализа структур много­

значных дешифраторов и цифровых функциональных преобразова­

телей.

 

В подготовке работы к печати автору оказали существен­

ную помощь Д.А.Швец, Е.Р.Дуыницкая, Л.И.Ильина и С.И.Пилюгин.

Ужгород,

май, 1973

Ю.А.Василенко

Отзывы и

пожелания просим направлять

по адресу :

г . Ужгород, ул. Октябрьская, 54, ауд. 23, кафедра теорети­ ческой кибернетики и математической логики.

Ответственный

за выпуск

ст. преп

О.Т.Трофимлюк

3

С О Д Е Р І А Н И Е

ГЛАВА I. Синтез

комбинационных атоматов

в неклассических

 

базисах на основе логического

дерева

 

§1. О путях минимизации функций в неклассических базисах............

4

§2. Идея метода логического дерева.Самое сложное дерево..............

5

§3. Сложность

логического дерева. Сходности функции и

 

их вычисления..................................................................................................

 

14

§4. Алгоритмы выбора переданных в вершинах логического

 

дерева .

.............................................................................................................19

ГЛАВА П. Частные случаи применения логического дерева.

§1. Использование

логического дерева для распознавания

 

 

 

симметричности

булевых функций.............................................................

 

35

§2. Алгоритмы

минимизации со склеиванием, использу­

 

 

 

ющие логическое дерево . . . . ........................................................

40

§3.

Алгоритмы

минимизации с максимальным склеиванием ......................

 

43

 

0

синтезе

многовыходных схем /К « 2 /....................................................

 

58

ГЛАВА S.

О блочно-индуктивном методе синтеза логических

 

 

 

автом атов

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

 

 

67

Задачи на применение блочно-индуктивного метода синтеза.....................

 

85

ГЛАВА

ІУ.

Синтез

многозначных узлов дискретной техники.

 

 

§1. Задача синтеза структуры многозначного автомата........................

 

86

§2. Анализ и синтез многозначных дешифраторов . . . . . . .

.

90

§3.

Многозначные цифровые функциональные преобразо­

 

 

 

ватели ...............................................................................................................

 

 

 

ІІ6

§4.

Синтез микропрограммных ав то м ато в ...............................................

131

ЛИТЕРАТУРА......................................................................................................................

 

 

 

14*

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

ч

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г

Л

А

В

 

А

 

I

 

 

 

 

 

 

 

 

СИНТЕЗ

К01ШИНАНИОННЫХ

 

АВТОМАТОВ

В

НЕКЛАССИЧЕСКИХ

 

 

БАЗИСАХ НА ОСНОВЕ

 

 

ЛОГИЧЕСКОГО

 

ДЕРЕВА

 

 

 

I

I .

О

ПУТЯХ МИНИМИЗАЦИИ

 

ФУНШЙ

В

НЕКЛАССИЧЕСКИХ

БАЗИСАХ

 

Задачи комбинационного синтеза в таких базисах, как

стрелка Пир­

са,

штрих Шеффера и некоторых других,,

нередко решает в два

этапа:

 

I /

синтез

в базисе

 

 

 

«•

,

 

fr

 

 

 

 

 

 

л

«

,

*

V

*

I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

 

 

 

. * V

 

 

2 /

переход

по

соответствующим формулам от

базис» «

, *

к используемому

базису.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При этом на первом этапе использует такие известные методы ми­

нимизации функций алгебры логики как метод

неопределенных коэффици -

ентов, метод Хвайив-Йак-Класки,

метод Блейка-Порецкого, метод логичес­

кого

дерева и другие.

 

р Л

 

 

/•

 

 

**

 

 

 

 

 

 

 

Переход от

базиса

¥

к базису

штрих Шеффера осно-

 

<*

,

,

 

ван

на

тождестве / 3

/

*

 

 

t,

 

*t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

,f,

V Я ft

 

 

*

 

Ar t

 

f, У t ((**&■)*ft, ),

 

 

где

*

-

символ операции штрих Шеффера.

Переход к другим

базисам

ооиован на аналогичных тождествах;

например,

для

базиса стрелка

Пир­

са /операция Вебба/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x f t

V 2 Уж ш ( ( о ф х ) i f , ) é ( х t f g ) ,

 

 

где У- символ операции стрелка Пирса;

для

базиса Іегалкина с

опера­

циями

и

©

/сложение

 

по модулю 2

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

v x

f t

т

x

f i

«

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

Кроме этого пути минимизации функций

 

в неклассических базисах ; возмо­

жен еще один путь:

это

минимизация функций в

данном неклассической

базисе

с использованием характерных свойств и специфик операций дан­

ного

базиса,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

'

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В работе [Ь]

рассматриваются некоторые

вопросы минимизации

переключательных функций

в шеФферогой и

Пирсовой

алгзбрах.

 

 

 

5

-

 

 

Шефферовой /Пирсовой /

алгеброй называется совокупность

I Р „ М , л

где Р ~

множество переключательных функций, а М г -

множество,

над элементами которого

задана операция штрих Шеффера /Стрелка Пирса/

Процесс получения минимальных форм переключательных функций

в Шефферовой /Пирсовой/

алгебре состоит

из двух этапов.

На первом

этапе находятся все простые импликенты заданной переключательной

функции или, что фактически

то же самое,

ее сокращенная Шѳфферовая

/Пирсовая/ нормальная форма.

 

 

 

На

в^ом этапе ищутся приведенные

системы простых имплицант,

строятся тупиковые нормальные формы, из числа которых отбираются ми­ нимальные. ■

При этом используются такие законы,

как закон поглощения / в

Шефферовой алгебре/:

 

 

( X t і ( х , * х г ) ) ~ (x t Н * а * х л

* > ,

закон полного

склеивания:

 

 

' f f ( x t

) t

( x t * Х г + (Хл фХа ) ) ) ъ ( ( Х € # х л )

и другие.

 

 

 

 

§ 2.

ИДЕЯ

МЕТОДА ЛОГИЧЕСЕОГО

ДЕРЕВА. САМОЕ

 

 

СЛОІНОЕ

ДЕРЕВО.

 

Метод логического дерева для минимизации функций булевой ал-

гебры

в классическом

базисе

А

,

*

~

#

 

7 J

&

У ,

описан в работах [в,

 

Напомним, что основывается метод логического дерева на фор -

муле

разложения функции f

по ее

существенной

переменной X

,

например

,

по

 

;

 

 

 

 

 

 

 

f

f

*

/

,

fa,ъ .

о-л ) ^

f

r o

, * , , Ѵзьі/ц

 

Графически это разложение изображается так:

6

 

 

Рис. I

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Функции

ftO .K * ,...,# * )

И

f ( 1 , -Xj,

 

X„ )

f

в свою очередь J

можно разложить по их существенных переиенных по фориуле

/ I / .

 

 

Если же функцию

х *.

рассматривать в базисе

штрих

Шеффера, то граф на рис.І

изображает разложение

функции

/л * * ,

.,ф

по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

... /2/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

f t - f( o t агг ...... sen )

и

f t - f / / , ^

,

...,

 

 

 

 

 

В базисе стрелка Пирса /операция Вебба/

граф на рио.І изобра­

жает

разложение функции

f( Z t ,

,.v a r j

по формуле

 

 

 

f (* t.

 

* f i ) t ( t o * x t ) t £ ) t

 

/3 /

а в базисе Кегалкина по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

®

* t f 2 .

'

 

 

В формулах / 2 / . / 3 /

и / ц /

переменная

X .

считается

существен-

 

 

 

 

 

 

 

*

 

О •

 

 

ной переменной. Аналогично разложение можно производить по лобок

существенной

переменной

X - .

 

 

 

 

 

 

 

 

'jr

Рассматриваем базис

штрих Шеффера.

В этом базисе граф вида

 

представляет функцию f »0

Граф вида

Рис. 3

представляет функцию / * X .

Граф вида

 

О

представляет функцию ~f~ X /

, аналитическое выражение которой

записано

с помощью одного символа операции штрих Шеффера f , одной

константы

I и одной переменной

.

Граф вида

 

представляет функцию /

Граф вида

изображает функцию

f ■= / / і

+ л ' ) t U f ) } /

1 , аналитическое

выражение

которой записано с

помощью

аналитического

выражения функции

.

 

- 8

двух констант

I , трех символов операции штрих Шеффера, одной буквы

/переменной/ и трех пар скобок.

Граф вида

 

 

..

.

Л

.

 

изображает

функции

f m і

4 (ЗС/ f 0 )

. Аналитическое выражение

функции

f

записано

с помощьи ан алтч еского выражения функции

j* , двух пар

скобок

, одной буквы, одной констаны I и двух символов

операции

штрих Шеффера.

 

 

Граф

вида

 

 

 

 

представляет функции f ={(J f x j t ( 0 ) t f a + i ) .

Граф вида

Рис. 9

Представляет функции /•«= X /* ( X f { у>)}

о Граф вида

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ