邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或式和最簡式

發(fā)布時間:2024-01-22
在數(shù)字電路中,用集成電路實現(xiàn)邏輯函數(shù)時,有些情況下用的時標(biāo)準(zhǔn)與或式,但一般情況下式函數(shù)的最簡表達式,或某種簡化形式。
一.標(biāo)準(zhǔn)與或表達式
在邏輯表達式中,每一個乘積項都具有標(biāo)準(zhǔn)形式,人們常稱這種乘積項為最小項。
(一)最小項的概念
最小項是邏輯代數(shù)中一個重要概念。一般地說,對于n個變量,如果p是一個含有n個因子的乘積項,而且每一個變量都以原變量或者反變量的形式,作為一個因子在p中出現(xiàn)且僅出現(xiàn)一次,那么就稱p是這n個變量的一個最小項,n個變量一共有個最小項,因為每一個變量都有原變量,反變量兩種形式,而變量個數(shù)是n。
(二)最小項的性質(zhì)
最小項有下列性質(zhì):
1.每一個最小項都有一組也只有一組使其值為1的對應(yīng)變量取值;
2.任意兩個不同的最小項之積,值恒為0;
3.變量全部最小項之和,值恒為1。
(三)最小項使組成邏輯函數(shù)的基本單元
任何邏輯函數(shù)都可以表示成為最小項之和的形式――標(biāo)準(zhǔn)與或表達式,也即是說,任何邏輯函數(shù),都是由函數(shù)中變量的若干最小項構(gòu)成的。
邏輯函數(shù)最小項之和的形式――標(biāo)準(zhǔn)與或表達是是唯一的,也就是說,一個邏輯函數(shù)只有一個最小項之和的表達式。利用邏輯代數(shù)中的公式和定理,可以將任何邏輯函數(shù)展開或變換成標(biāo)準(zhǔn)與或表達式。
邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或表達式,也可以從真值表直接得到。只要在真值表中,挑出那些使函數(shù)值為1的變量取值,變量為1的寫成原變量,為0的寫成反變量,這樣對應(yīng)于使函數(shù)值為1的每一種取值,都可以寫出一個乘積項,只要把這些乘積項加起來,所得到的就是函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或表達式。
(四)最小項的編號
為了敘述和書寫的方便,通常都要對最小項進行編號。
編號的方法是:把與最小項對應(yīng)的變量取值當(dāng)成二進制數(shù),與之相應(yīng)的十進制數(shù),就是該最小項的編號。
一個最小項,只要把原變量當(dāng)成1,反變量當(dāng)成0,便可直接得到它的編號。
在書寫邏輯函數(shù)標(biāo)準(zhǔn)與或表達式時,常常用注有下標(biāo)的小寫m表示有關(guān)的最小項,甚至只用相應(yīng)編號表示。
二.邏輯函數(shù)的最簡表達
一個邏輯函數(shù)的最簡表達式,常按照式中變量之間運算關(guān)系不同,分成最簡與或式,最簡與非-與非式,最簡或與式,最簡或非-或非式,最簡與或非式等五種。
(一)最簡與或式
定義:乘積項的個數(shù)最少,每個乘積項中相乘的變量個數(shù)也最少的與或表達式,叫做最簡與或表達式。
(二)最簡與非-與非式
定義:非號最少,每個非號下面相乘的變量個數(shù)也最少的與非-與非式,叫做最簡與非-與非表達式。注意,單個變量上面的非號不算,因為已將其當(dāng)成反變量。
在最簡與或表達式的基礎(chǔ)上,兩次取反,再用摩根定理去掉下面的反號,便可得到函數(shù)的最簡與非-與非表達式。
(三)最簡或與式
定義:括號個數(shù)最少,每個括號中相加的變量的個數(shù)也最少的或與式,叫做或與最簡表達式。
在反函數(shù)最簡或與表達式的基礎(chǔ)上,取反,再用摩根定理去掉反號,便可得到函數(shù)的最簡或與表達式。當(dāng)然,在反函數(shù)的最簡或與表達式的基礎(chǔ)上,也可用反演規(guī)則,直接寫出函數(shù)的最簡或與式。
(四)最簡或非-或非式
定義:非號個數(shù)最少,非號下面相加變量的個數(shù)也最少的或非-或非式,叫做最簡或非-或非表達式。
在最簡或與式的基礎(chǔ)上,兩次取反,再用摩根定理去掉下面的反號,所得到的便是函數(shù)的最簡或非-或非表達式。
(五)最簡與或非式
定義:在非號下面相加的乘積項的個數(shù)最少,每個乘積項中相乘的變量個數(shù)也最少的與或非式,叫做最簡與或非表達式。
在最簡或非-或非式的基礎(chǔ)上,用摩根定理去掉大反號下面的小反號,便可得到函數(shù)的最簡與或非表達式。當(dāng)然,在反函數(shù)最簡與或式基礎(chǔ)上,直接取反亦可。
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