Устройство для обучения

 

Изобретение относится к учебно-лабораторному оборудованию и может быть использовано в учебном процессе, а также в конструкторских бюро для моделирования и отладки дискретных устройств, построенный с использованием программируемых логических матриц. Цель изобретения - расширение дидактических возможностей устройства. Устройство содержит пульт 1 оператора, информационное табло 2, блоки 3 формирования терма (Т), блоки 4 формирования функции, причем число блоков 3 определяется максимально возможным числом термов в логическом выражении, описывающем логику работы заданного устройства, а число блоков 4 определяется максимально возможным числом логических функций. Каждый блок 3 содержит элемент И 5 с числом входов, равным максимальному числу логических переменных в заданном устройстве, индикатор 6 значения Т и переключатели 7 по числу входов элемента И 5. Каждый блок 4 содержит элемент ИЛИ 8 с числом входов, равным максимально возможному числу Т, входящих в выражение для логической функции, индикатор 9 значения функции и ключи 10 по числу входов элемента ИЛИ 8. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 09 В 23/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А STOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

r1PH ГННТ СССР (21) 4336205/24-.24 (22) 30.)1.87 (46) 15.02.90. Бюл. Ф 6 (72) В.А.Несмелов, С.Ф,Тюрин, И.Е.БуРщов, В.И,Назин, Q.Â.ßêoâëåâ и Г.И.Назина (53) 681. 3. 071 (033. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 134222, кл. С ОЭ 3 23/13, 1936. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБУЧЕ1И1Я (57) Изобретение относится к учебнолабораторному оборудованию и может быть использовано в учебном процессе, а также в конструкторских бюро для моделирования и отладки дискретных устройств, построенных с использованием программируемых логических матриц, Цель изобретения — расшире1543438 мент И 5 с числом входов, равным максимальному числу логических переменных в заданном устройстве, индикатор

6 значения Т и переключатели 7 по

5 числу входов элемента И 5. Каждыи блок 4 содержит элемент ИЛИ 8 с числом входов, равным максимально возможному числу Т, входящих в выражение для логической функции, индикатор 9 значения функции и ключи 10 по числу входов элемента ИЛИ 8. 1 ил.

Изобретение относится к учебнолабораторному оборудованию и может

,быть использовано в учебном процессе, ,а также s конструкторских бюро для, моделирования и отладки дискретных устройств, построенных с использованием программируемых логических матриц.

Целью изобретения является расширение дидактических возможностей устройства за счет сокращения време30 ни моделирования изучаемого объекта и улучшения наглядности при реализа1 ции заданного устройства, содержащего программируемые логические блоки ( (матрицы), Устройство для обучения изображено 5

3 на чертеже.

Устройство содержит пульт 1 оператора, информационное табло 2, блоки 3 формирования терма, блоки 4 формирования функции, причем число блоков 3

40 определяется максимально возможным числом термов в логическом выражении, описывающем логику работы заданного устройства, а число блоков 4 опреде- 45 ляется максимально возможным числом логических функций. Каждый блок 3 содержит элемент И 5 с числом входов, равным максимальному числу логических переменных В 3 адзнном устройстве у ин 50 дикатор 6 (значение терма) и переключатели 7 (по числу входов элемента

N 5). Каждый блок 4 содержит элемент

ИЛИ 8 с числом входов, равным максимально возможному числу термов, входящих в выражение для логических функций, индикатор 9 (значения Функции) и ключи 10 (по числу входов элемента ИЛИ 8). иие дидактических возможностей устройства. Устройство содержит пульт 1 опер атор а, информационное т абло 2, блоки 3 формирования терма (Т), блоки 4 формирования функции, причем число блоков 3 определяется максимально возможным числом термов в логическом выражении, описывающем логй ку работы заданного устройства, а число блоков 4 определяется максимально возможным числом логических

,функций. Каждый блок 3 содержит элеПереключатели 7 объединены в коммутаторы 11, а ключи 10 — в коммутаторы 12, Устройство для обучения работает сл едующим о бр а з о м.

Обучаемый, решив задачу логического синтеза заданного логического автомата, получает набор логических выражений по числу функций, реализуемых автоматом, и приступает к его практической реализации. На первом этапе обучаемый производит настройку блоков 3 в соответствии с полученными импликантами (термами) в логических выражениях. Настройка заключается в установке требуемого положения переключателей 7 в задействуемых блоках 3. Процесс настройки рассмотрим на конкретном примере со следующими исходными данными: установка для обучения основам вычислительной техники содержит пульт

I оператора, который позволяет форми- ровать три независимые входные леретт 1 ir менные

Е,= Х, 1 г ъь г . 1,.ХЗ

Из рассматриваемого примера следует, что для реализации заданного логического автомата необходимо задействовать три блока 3, причем термам

Т. будут соответствовать следующие

1 логические выражения:

1543438

Yf Xf% у, - х, г =х х.х з

Дпя реализации функции 7, в пер5 вом задействуемом блоке Э необходимо первый переключатель 7 установить в положение I, а остальные переключа-, тели 7 — в положение III, В этом случае на первый вход элемента И 5 будет подан сигнал Х, с соответствую-, ! щего выхода пульта 1 оператора, а на остальные входы элемента И 5сигналы " 1 Таким образом, на выходе элемента И 5 и, следовательно, на выходе блока 3 будет сформировано значение функции ".., = . „ l 1 = Х

Для реализации функции 7 во втором задействуемом блоке 3 необходимо первый переключатель 7 установить в положение III, второй переключатель

7 — в положение Т и третий переключатель 7 — в положение II. В этом случае на первый вход элемента И 5 будет подан сигнал "1", а на второй и тре- 25 тий входы с пульта 1 оператора будут поданы сигналы Х и Хз соответственно. Таким образом, на выходе блока 3 будет сформировано значение функции уХ 1. Х2 хз, х2 х 30

Для реализации функции Т в третьем задействуемом блоке 3 первый и второй переключатели 7 устанавливаются в положение II, а третий переключатель 7 — в положение I. Такое положение переключателей 7 обеспечивает подачу с выходов пульта 1 оператора сигналов Х „Х, Х на первый, второй и третий входы элемента И 5 соответственно. Следовательно, на выходе блока 3 будет сформировано . значение функции з = (. Х 2 Х )

В общем случае можно сформулировать следующее правило для осуществления настройки блоков 3: переключатель 7 устанавливается в положение I, если i-я входная переменная входит в выражение для соответствующего терма в прямом виде Х,.;

50 переключатель 7 устанавливается в положение II если -я входная пере-: менная входит в выражение для соответствующего терма в инверсном виде Х;; 55 пер екпючатель 7 устанавливается в положение III если i-я входная переменная не входит в выражение для соответствующего терма.

После настройки всех блоков 3 обучаемый переходит к настройке блоков 4.

Для реализации функции Е в первом задействуемом блоке 4 необходимо

Ъ первый и второй ключи 10 установить в положение I а третий ключ 10 — в положение II, что обеспечивает подачу на первый и второй входы элемента ИЛИ 8 сигналов I и 7д соответст-. венно с выходов первого и второго блоков 3 формирования термов и пода- чу нулевого сигнала на третий вход элемента ИЛИ 3. Таким образом, на выходе элемента ИЛИ 8 и, следовательно на выходе блока 4 будет сформирована функция е, = Y,v .. /о - х,vх ° х

Для реализации функции ". во втором задействуемом блоке 4 необходимо первый и второй ключи 10 установить в положение II, а третий .ключ 10 — в положение I. Такое положение ключей

10 обеспечивает подачу, на первыи и второй входы элемента ИЛИ 8 сигналов

"0" и подачу на третий вход элемента

ИЛИ S сигнала 7з. Таким образом, на выходе второго блока 4 будет сформирована функция

-3 з °

В общем случае можно сформулировать следующее правило для осуществления настройки блоков 4: ключ 10 устанавливается в положение I если данный терм входит как коньюнктивный терм в логическое выражение для соответствующей логической функции; ключ 10 устанавливается в положение II если данный терм не входит в выражение для функции.

Следует заметить, что некоторые из термов могут входить в состав более чем одного выражения для функций.

В этом случае достаточно осуществить настройку одного блока 3 и сигнап с его выхода подать на все блоки 4, где

° . требуется значение терма.

После настройки блоков 4 обучаемай осуществляет определение значений функции при различных комбинациях входных сигналов. Для этого на пульте l оператора задаются трубуемые комбинации входных сигналов. Значения функций контролируются по индикаторам 9 соответствующих блоков. Кроме

343S

Составитель А.Карлов

Редактор М.Циткина Техред М.ходанич Корректор Й.демчик

Заказ .403 Тираж 39) Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101

I 7 154 тОго, по индикаторам 6 в случае необхОдимости можно проконтролировать эиачение любого конъюнктивного терма, Этап вычислений (контроля значеннй функции) у предложенного устрой- ства не отличается от известных устррйств.

Положительный эффект заключается в уменьшении временных затрат, требуемых для реализации логических автоматов по сравнению с известными устройствами для обучения основам вычислительной техники. Так как процесс вычислений для них одинаков, то и

pew на вычисления будет одинаковым. Процесс настройки (набора схемы) в известных устройутвах требует осуществления двух операций с двумя контактами в соединительных провод,, никах, которыми осуществляется комМутация, в то время как у предлагаемого устройства необходимо выполнить одну операцию переключения. Так как

1исло необходимых коммутаций при реще 1ии одной задачи в обоих случаях одинаково, следовательно, для предлагаемого устройства время на набор схемы. будет в два раза меньшим. Кроме того, Применение переключателей (ключей) вместо коммутационных проводов повы( щает удобство эксплуатации устройства и электробезопасность при работе. Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства, является наглядность решения задачи, так как структура предлагаемого устройства иэоморфна структуре задач, решение которых сво5 дится к программируемой логической матрице. формул а и э о б р е т е н и я

Устройство для обучения, содержащее пульт оператора, выходы первой группы которого соединены с соответствующими входами информационного табло, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения дидактических воэможностей устройства, в него введены две группы коммутаторов, элементы И, элементы ИЛИ и две группы инди" каторов, причем входы первых, вторых и третьих групп коммутаторов первой

20 группы соединены с соответствующими выходами первой и второй групп пульта оператора и шиной единичного уроння сигнала соответственно, а выходы— с входами соответствующих элементон

И, выходы которых подключены к входам соответствующих индикаторов первой группы и к соответствующим входам первых групп коммутаторов второй группы, входы вторых групп которых

30 соединены с шиной нулевого уровня сигнала, входы элементов ИЛИ подключены к выходам соответствующих коммутаторов второй группы, а выходы — к входам соответствующих индикаторов

35 в орои груп °