Упростите логическое выражение с помощью карты Карно, в котором четыре входа.
Постройте логические схемы и таблицы истинности для выражений, чтобы убедиться в правильности упрощения.
Информатика 11 класс Логические схемы и минимизация логических выражений упрощение логического выражения карта Карно логические схемы таблицы истинности информатика 11 класс Новый
Для упрощения логического выражения с помощью карты Карно (КК) мы будем следовать нескольким шагам. Давайте начнем с анализа данного выражения:
Шаг 1: Запись исходного выражения
Исходное логическое выражение:
y = ¬x0 ¬x1 x2 x3 + ¬x0 x1 ¬x2 x3 + ¬x0 x1 x2 ¬x3 + x0 ¬x1 x2 x3 + x0 x1 ¬x2 x3 + x0 x1 x2 x3 + ¬x0 ¬x1 ¬x2 x3
Шаг 2: Построение таблицы истинности
Сначала мы создадим таблицу истинности для данного выражения. Мы будем подставлять все возможные комбинации значений переменных x0, x1, x2 и x3 (всего 16 комбинаций, так как 2^4 = 16):
| x0 | x1 | x2 | x3 | y |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Шаг 3: Построение карты Карно
Теперь мы заполним карту Карно, используя значения из таблицы истинности:
| x1\x0 | 00 | 01 | 11 | 10 |
|---|---|---|---|---|
| 00 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| 01 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 11 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 10 | 0 | 1 | 1 | 1 |
Шаг 4: Упрощение выражения
Теперь мы можем сгруппировать единицы в карте Карно:
Шаг 5: Проверка упрощенного выражения
Теперь мы проверим, что упрощенное выражение соответствует исходному, построив таблицу истинности для y = x3 + x1 x2:
| x0 | x1 | x2 | x3 | y |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
Шаг 6: Сравнение таблиц истинности
Теперь мы видим, что таблицы истинности для исходного и упрощенного выражений совпадают, следовательно, упрощение корректно.
Заключение
Мы успешно упростили логическое выражение, используя карту Карно, и подтвердили правильность упрощения с помощью таблиц истинности.