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Commit 5b15402

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03_Minimierung.md

Lines changed: 15 additions & 14 deletions
Original file line numberDiff line numberDiff line change
@@ -104,7 +104,7 @@ Mmmmh, scheinbar keine weitere Vereinfachung möglich ... sollten die beiden Gle
104104
{{2}}
105105
********************************************************************************
106106

107-
Alternativ können wir den Nachweis der Äquivalenz auch über die Wertetabellen darstellen. Das funktioniert natürlich nur bis zu einer gewissen Größe. Aber, die Wertetabelle macht auch deutlich, dass wir mit unseren schon minimierten Termen $x_3\overline{x}_1$ deutlich mehr Terme einschließen!
107+
Alternativ können wir den Nachweis der Äquivalenz auch über die Wertetabellen darstellen. Das funktioniert natürlich nur bis zu einer gewissen Größe. Aber die Wertetabelle macht auch deutlich, dass wir mit unseren schon minimierten Termen $x_3\overline{x}_1$ deutlich mehr Terme einschließen!
108108

109109
<!-- data-type="none" -->
110110
| $x_4$ | $x_3$ | $x_2$ | $x_1$ | $f$ | |
@@ -330,6 +330,7 @@ f(x_1, x_2, x_3, x_4) =& x_4+x_3+x_2+x_1 \cdot \\
330330
&x_4+x_3+x_2+\overline{x}_1 \cdot \\
331331
& x_4+x_3+\overline{x}_2+x_1 \cdot \\
332332
& x_4+x_3+\overline{x}_2+\overline{x}_1 \cdot \\
333+
& x_4+\overline{x}_3+x_2+\overline{x}_1 \cdot \\
333334
& x_4+\overline{x}_3+\overline{x}_2+\overline{x}_1 \cdot \\
334335
& \overline{x}_4+x_3+\overline{x}_2+x_1 \cdot \\
335336
& \overline{x}_4+x_3+\overline{x}_2+\overline{x}_1 \cdot\\
@@ -367,7 +368,7 @@ KKNF: $f =x+y$
367368

368369
********************************************************************************
369370

370-
## Minimierung von Schaltfunktionen mit dem KF-Diagramm
371+
## Minimierung von Schaltfunktionen mit dem KV-Diagramm
371372

372373
+ Wann heißt eine Darstellung minimal ?
373374

@@ -407,7 +408,7 @@ $A= \overline{x} \cdot \overline{y} + \overline{x} \cdot y + x \cdot \overline{y
407408
| $\overline{y}$ | $\overline{x} \cdot \overline{y}$ | $x \cdot \overline{y}$ |
408409
| $y$ | $\overline{x} \cdot y$ | $x \cdot y$ |
409410

410-
Mit dieser verschobenen Wahrheittafel lässt sich der Fingerabdruck einer boolschen Funktion darstellen.
411+
Mit dieser verschobenen Wahrheitstafel lässt sich der Fingerabdruck einer boolschen Funktion darstellen.
411412

412413
Bespiel 1: $f= x \cdot \overline{y} + x \cdot y$
413414

@@ -438,7 +439,7 @@ Dieses Konzept lässt sich auch auf Funktionen mit bis zu 4 Variablen übertrage
438439
| $\overline{z}$ | $\overline{x}\cdot\overline{y}\cdot\overline{z}$ | $\overline{x}\cdot y\cdot\overline{z}$ | $x\cdot y\cdot\overline{z}$ | $x\cdot\overline{y}\cdot\overline{z}$ |
439440
| $z$ | $\overline{x}\cdot\overline{y}\cdot z$ | $\overline{x}\cdot y\cdot z$ | $x\cdot y\cdot z$ | $x\cdot\overline{y}\cdot z$ |
440441

441-
> Jeweils nur ein Wechsel von einer Variable pro Zeilen/Spaltenübergang! Karnaugh-Veitch_Diagramme werden dabei geometrisch als Torus interpretiert !
442+
> Jeweils nur ein Wechsel von einer Variable pro Zeilen-/Spaltenübergang! Karnaugh-Veitch-Diagramme werden dabei geometrisch als Torus interpretiert!
442443
443444
********************************************************************************
444445

@@ -454,7 +455,7 @@ Vorgehen zur Minimierung der KDNF einer $n$-stelligen Funktion $f$
454455
+ jeder Bereich aus $2^k$ Elementen (mit $0 \leq k \leq n$) besteht;
455456
+ alle Einsen überdeckt werden müssen;
456457

457-
4. die markierten Bereiche nach der Resolutionsregel zu Produkttermen zusammengefasst werden, die summiert werden.
458+
4. werden die markierten Bereiche nach der Resolutionsregel zu Produkttermen zusammengefasst, die summiert werden.
458459

459460
<!-- data-type="none" -->
460461
| | $\overline{w}\,\overline{x}$ | $\overline{w}x$ | $wx$ | $w\overline{x}$ |
@@ -682,7 +683,7 @@ Variante 3: $\color{red} xz + \color{green}\overline{w}\,\overline{y}\,\overline
682683
683684
### Karnaugh-Veitch für Maxterme
684685

685-
Das Karnaugh-Veitch Diagramm lässt sich analog für Produkte von Summen aufstellen. Im Unterschied zur Minterm-Variante werden hier aber die Nullen erfasst - diese entsprechen ja auch den resultierenden Maxtermen.
686+
Das Karnaugh-Veitch-Diagramm lässt sich analog für Produkte von Summen aufstellen. Im Unterschied zur Minterm-Variante werden hier aber die Nullen erfasst - diese entsprechen ja auch den resultierenden Maxtermen.
686687

687688
Nehmen wir folgende Wahrheitstafel an:
688689

@@ -706,7 +707,7 @@ Nehmen wir folgende Wahrheitstafel an:
706707
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
707708
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
708709

709-
6 Maxterme vs. 10 Minterme
710+
8 Maxterme vs. 8 Minterme
710711

711712

712713
<!-- data-type="none" -->
@@ -729,14 +730,14 @@ Ablesen der KNF:
729730
- Zusammenfassen der Nullwerte als negierte DNF - $\overline{A}_{DNF} = \overline{w}\,\overline{x}z + x\overline{z} + w\overline{x}y$
730731
- Anwendung des de-morganschen Gesetzes - $A_{DNF} = \overline{ \overline{w}\,\overline{x}\,z + x\overline{z} + w\overline{x}y} = (w+x+\overline{z})(\overline{x} + z)(\overline{w}+x+\overline{y})$
731732

732-
> **Aufgabe:** Weisen Sie die Äquivalenz der Gleichungen für die KNF $A_{KNF} = (w+x+\overline{z})(\overline{x} + z)(\overline{w}+x+\overline{y})$ und die DNF $A_{DNF} = \overline{w}\,\overline{x}\,\overline{z}+xz+w\overline{x}\overline{z}$ nach.
733+
> **Aufgabe:** Weisen Sie die Äquivalenz der Gleichungen für die KNF $A_{KNF} = (w+x+\overline{z})(\overline{x} + z)(\overline{w}+x+\overline{y})$ und die DNF $A_{DNF} = \overline{w}\,\overline{x}\,\overline{z}+xz+w\overline{x}\overline{y}$ nach.
733734
734-
## Dont-Care Einträge in der Wahrheitstafel
735+
## Dont-Care-Einträge in der Wahrheitstafel
735736

736737
In einigen Fällen bildet die Wahrheitstafel Kombinationen der Eingangswerte ab,
737738
die für die Ausgabe gar nicht relevant sind. In diesem Fall spricht man von sogenannten `don't care` Ausgaben. Letztendlich ist uns das Funktionsergebnis für diese Fälle egal. Aus den `don't care` Fällen können entsprechend weitere Minimierungen hergeleitet werden.
738739

739-
Ein sehr anschauliches Anwendungsbeispiel dafür sind Sieben-Segementanzeigen,
740+
Ein sehr anschauliches Anwendungsbeispiel dafür sind Sieben-Segment-Anzeigen,
740741
die aus 7 + 1 (Punkt) Leds bestehen und insbesondere zur Darstellung von Zahlenwerten genutzt werden.
741742

742743
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A500/SA52-11%23KIN.pdf
@@ -779,7 +780,7 @@ Folglich ergeben sich 6 Eingangskombinationen, die für unsere Ausgabe irrelevan
779780
| $y z$ | 1 | 0 | D | D |
780781
| $y \overline{z}$ | 1 | 1 | D | D |
781782

782-
Welche Gleichung für `d` lesen Sie draus ab?
783+
Welche Gleichung für `d` lesen Sie daraus ab?
783784

784785
********************************************************************************
785786

@@ -792,7 +793,7 @@ Regeln zur Bildung der Schleifen:
792793

793794
+ Fangen Sie mit isolierten Zellen an. Die entsprechenden Minterme können nicht mehr vereinfacht werden.
794795
+ Falls keine isolierten Zellen existieren, fange bei denen mit den wenigsten gleichwertigen Nachbarzellen an.
795-
+ Suche die Schleifen mit der größten Überdeckung von Zellen. Die Schleifen umfassen jeweils $2^n$ mit $(n= 0,1,2,...)$ benachbarte Zellen. Starten Sie mit den kleinsten Schleifen an.
796+
+ Suche die Schleifen mit der größten Überdeckung von Zellen. Die Schleifen umfassen jeweils $2^n$ mit $(n= 0,1,2,...)$ benachbarte Zellen. Starten Sie mit den kleinsten Schleifen.
796797
+ Überlappungen führen nur dann zu minimaleren Ausdrücken, wenn dadurch größere Schleifen gebildet werden können.
797798
+ Die minimale Funktion besteht aus der kleinsten Schleifenmenge, die alle individuell möglichst groß sind.
798799

@@ -823,6 +824,6 @@ print(result)
823824

824825
## Hausaufgaben
825826

826-
+ Lösen Sie das Minimierungsproblem der Einstiegsaufgabe mit dem Karnaugh-Veitch Diagramm.
827+
+ Lösen Sie das Minimierungsproblem der Einstiegsaufgabe mit dem Karnaugh-Veitch-Diagramm.
827828
+ Stellen Sie die Wahrheitstafel für ein weiteres Element der Sieben-Segmentanzeige auf. Minimieren Sie den Ausdruck.
828-
+ Erstellen Sie mit dem Python-Beispiel eine eigene (willkürliche) Wahrheitstafel und vereinfachen Sie diese mit dem Karnaugh-Veit Diagramm und auf analytischem Wege.
829+
+ Erstellen Sie mit dem Python-Beispiel eine eigene (willkürliche) Wahrheitstafel und vereinfachen Sie diese mit dem Karnaugh-Veitch-Diagramm und auf analytischem Wege.

04_Schaltnetze.md

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@@ -41,11 +41,11 @@ gray: @mark(gray,@0)
4141

4242
** Fragen an die Veranstaltung**
4343

44-
+ Erläutern Sie das Verfahren von Quine-McCluskey
44+
+ Erläutern Sie das Verfahren von Quine-McCluskey.
4545
+ Grenzen Sie die Begriffe Schaltnetz und Schaltfunktion voneinander ab.
4646
+ Erklären Sie die Idee von Multiplexern und Kodierern.
47-
+ Welche Besonderheit besteht bei der Ableitung der Schaltfunktionen für einen Dekodierer? Was ist ein SLPD und welche Ausprägungen kennen Sie davon.
48-
+ Welche Gatterkombinationen sind geeignet um beliebige Schaltfunktionen damit umzusetzen?
47+
+ Welche Besonderheit besteht bei der Ableitung der Schaltfunktionen für einen Dekodierer? Was ist ein SLPD und welche Ausprägungen kennen Sie davon?
48+
+ Welche Gatterkombinationen sind geeignet, um beliebige Schaltfunktionen damit umzusetzen?
4949
+ Was ist ein Glitch?
5050

5151
---------------------------------------------------------------------
@@ -170,7 +170,7 @@ Wie muss also die Schaltung für diese Aufgabe umgesetzt werden?
170170
| 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | $\overline{x_3} \cdot x_2 \cdot x_1 \cdot x_0$ | |
171171
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | $x_3 \cdot \overline{x_2} \cdot \overline{x_1} \cdot \overline{x_0}$ | |
172172
| 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | $x_3 \cdot \overline{x_2} \cdot \overline{x_1} \cdot x_0$ | |
173-
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | $x_3 \cdot \overline{x_2} \cdot \overline{x_1} \cdot x_0$ | |
173+
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | $x_3 \cdot \overline{x_2} \cdot x_1 \cdot \overline{x_0}$ | |
174174
| 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | $x_3 \cdot \overline{x_2} \cdot x_1 \cdot x_0$ | |
175175
| 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | $x_3 \cdot x_2 \cdot \overline{x_1} \cdot \overline{x_0}$ | |
176176
| 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | $x_3 \cdot x_2 \cdot \overline{x_1} \cdot x_0$ | |
@@ -191,7 +191,7 @@ y =& \overline{x_3} x_2 x_1 \overline{x_0} + \overline{x_3} x_2 x_1
191191
$$
192192

193193
{{0-1}}
194-
Wie gehen Sie vor? Wir suchen Paare von Mintermen, die sich lediglich in einer Variablen unterscheiden und fassen diese entsprech dem Distributivgesetz und Idempotenzgesetz zusammen.
194+
Wie gehen Sie vor? Wir suchen Paare von Mintermen, die sich lediglich in einer Variablen unterscheiden, und fassen diese entsprech dem Distributivgesetz und Idempotenzgesetz zusammen.
195195

196196
{{0-1}}
197197
$$
@@ -281,7 +281,7 @@ result = SOPform([x3, x2, x1, x0], minterms)
281281
print(result)
282282
```
283283

284-
Überrascht? Offenbar gelingt es dem Minimierungsansatz von _sympy_ eine kompaktere Form zu finden.
284+
Überrascht? Offenbar gelingt es dem Minimierungsansatz von _sympy_, eine kompaktere Form zu finden.
285285

286286
Schauen wir uns die Funktion im Karnaugh-Diagramm an!
287287

@@ -310,8 +310,8 @@ $$
310310
\begin{aligned}
311311
y =& \overline{x_3} x_2 x_1 \overline{x_0} + \overline{x_3} x_2 x_1 x_0 +\\
312312
& \textcolor{green}{ x_3 \overline{x_2 }\,\overline{x_1 }\,\overline{x_0}} + x_3 \overline{x_2 }\,\overline{x_1} x_0 +\\
313-
& \textcolor{green}{ x_3 \overline{x_2} x_1 \overline{x_0}} + x_3 \overline{x_2} x_1 x_0 +\\
314-
& x_3 x_2 \overline{x_1 }\,\overline{x_0} + x_3 x_2 \overline{x_1} x_0 + \\
313+
& x_3 \overline{x_2} x_1 \overline{x_0} + x_3 \overline{x_2} x_1 x_0 +\\
314+
& \textcolor{green}{x_3 x_2 \overline{x_1 }\,\overline{x_0}} + x_3 x_2 \overline{x_1} x_0 + \\
315315
& x_3 \overline{x_2} x_1 \overline{x_0} + x_3 x_2 x_1 \overline{x_0}
316316
\end{aligned}
317317
$$
@@ -333,7 +333,7 @@ $$
333333

334334
> Erkenntnisse:
335335
>
336-
> + Das Karnaugh-Veitch Diagramm zeigt mögliche Minimierungspotentiale auf, hinsichtlich der Bildung der Schleifen können unterschiedliche Strategien zum tragen kommen.
336+
> + Das Karnaugh-Veitch-Diagramm zeigt mögliche Minimierungspotentiale auf, hinsichtlich der Bildung der Schleifen können unterschiedliche Strategien zum Tragen kommen.
337337
> + Offenkundig brauchen wir ein systematischeres Vorgehen bei der Vereinfachung, das alle Kombinationen möglicher Terme berücksichtigt.
338338
339339
********************************************************************************

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