Устройство для обучения

(19 23 18 51)5 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КА КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ЧЕ 1 И 1 4- 24 оосится к аюл. Ф 6 ов, С.Ф,Тюрин 1,Назин, .В.Я и мо ванию чебно процесх бюродискрет укторс отладк оенных овл ев спол 033. 8)свидетельство СССОЭ 3 23/13, 1936 ических асаиремых 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГННТ СССР(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ (57) Изобретение от лабораторному обору быть использовано в се, а также в конст для моделирования и ных устройств, пост зованием программир матриц, Цель изобре1543438 мент И 5 с числом входов, равным максимальному числу логических переменных в заданном устройстве, индикатор 6 значения Т и переключатели 7 по 5числу входов элемента И 5. Каждыи блок 4 содержит элемент ИЛИ Э 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 можетбыть использовано в учебном процессе,,а также в конструкторских бюро для,моделирования и отладки дискретныхустройств, построенных с использованием программируемых логических матриц.Целью изобретения является расши-рение дидактических возможностейустройства за счет сокращения време 30ни моделирования изучаемого объектаи улучшения наглядности при реализа ции заданного устройства, содержащего программируемые логические блоки(матрицы),Устройство для обучения изображено 53на чертеже.Устройство содержит пульт 1 оператора, информационное табло 2, блоки 3формирования терма, блоки 4 формирования функции, причем число блоков 340 Переключатели 7 объединены в коммутаторы 11, а ключи 10 - в коммутаторы 12,Устройство для обучения работаетследующим образом,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 даннымиустановка для обучения основам вычислительной техники содержит пульт 1 оператора, который позволяет форми- ровать три независимые входные леретт ткменные Хв состав установки входят три блока 3 и два блока 4; определяется максимально возможнымчислом термов в логическом выражении,описывающем логику работы заданногоустройства, а число блоков 4 определяется максимально возможнымчисломлогических функций. Каждый блок 3 содержит элемент И 5 с числом входов,равным максимальному числу логическихпеременных в заданном устройстве, индикатор 6 (значение терма) и переключатели 7 (по числу входов элементаИ 5). Каждый блок 4 содержит элементИЛИ 3 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 1оператора информационное табло 2,блоки 3 формирования терма (Т), блоки 4 формирования функции, причемчисло блоков 3 определяется максимально возможным числом термов в логическом выражении, опись 1 вающем логйку работы заданного устройства, ачисло блоков 4 определяется максимально возможным числом логических,функций. Каждый блок 3 содержит элев результате логического синтеза получены следующие выражения для логических Функций:г 7= Х УХЗ Хз;г = Х 1 Х . ХЗИз рассматриваемого примера следует, что для реализации заданного логического автомата необходимо задействовать три блока 3, причем термам Т. будут соответствовать следующие 1логические выражения:45 7 Х 1;у, Х Х,Х ХзДля реализации Функции У, в пер 5вом задействуемом блоке Э необходимопервый переключатель 7 установить вположение 1, а остальные переключа-,тели 7 - в положение 111. В этомслучае на первый вход элемента И 5Эбудет подан сигнал;:, с соответствую-.щего выхода пульта 1 оператора, ана остальные входы элемента И 5 сигналы "1", Таким образом, на выходе элемента И 5 и, следовательно,на выходе блока 3 будет сформированозначение функции ", = Х11 = ХДля реализации функции 7 во втором задействуемом блоке 3 необходимопервый переключатель 7 установить вположение 11 Т, второй переключатель7 - в положение Т и третий переключатель 7 - в положение 1 Т. В этом случае на первый вход элемента И 5 будетподан сигнал "1", а на второй и третий входы с пульта 1 оператора будутподаны сигналы Хи Хз соответственно. Таким образом, на выходе блока 3будет сформировано значение функции2 1 .Х 2 30Для реализации Функции Г в третьем задействуемом блоке 3 первый ивторой переключатели 7 устанавливаются в положение 11, а третий переключатель 7 - в положение 1. Такоеположение переключателей 7 обеспечивает подачу с выходов пульта 1 оператора сигналов ХХ , Х на первый,второй и третий входы элемента И 5соответственно. Следовательно, на 40выходе блока 3 будет сформировано .значение функции з (ф Х(уВ общем случае можно сформулировать следующее правило для осуществления настройки блоков 3:переключатель 7 устанавливаетсяв положение 1, если д-я входная переменная входит в выражение длясоответствующего терма в прямом виде Х,;50переключатель 7 устанавливается вположение 11, если 2-я входная переменная входит в выражение для соответствующего терма в инверсном виде Х55переключатель 7 устанавливаетсяв положение ТТТ, если -я входнаяпеременная не входит в выражение длясоответствующего терма. После настройки всех блоков 3 обучаемый переходит к настройке блоков 4,Для реализации функции Ев первом задействуемом блоке 4 необходимопервый и второй ключи 10 установить в положение 1, а третий ключ 10 - в положение 11, что обеспечивает подачу на первый и второй входы элемента ИЛИ 8 сигналов 7, и 7 д соответст-. венно с выходов первого и второго блоков 3 Формирования термов и пода- чу нулевого сигнала на третий вход элемента ИЛИ 8. Таким образом, на выходе элемента ИЛИ 8 и, следовательно на выходе блока 4 будет сформирована функция ХзДля реализации Функции Гво втором задействуемом блоке 4 необходимо первый и второй ключи 10 установить в положение 11, а третийключ 10 - в положение Т. Такое положение ключей 10 обеспечивает подачу, на первыи и второй входы элемента ИЛИ 8 сигналов "0" и подачу на третий вход элемента ИЛИ 8 сигнала 7 з. Таким образом, на выходе второго блока 4 будет сформирована функция"1 00 -3 зВ общем случае можно сформулировать следующее правило для осуществления настройки блоков 4:ключ 10 устанавливается в положение 1, если данный терм входит какконьюнктивный терм в логическое выражение для соответствующей логическойфункции;ключ 1 О устанавливается в положение 11, если данный терм не входит ввыражение для функции.Следует заметить, что некоторыеиз термов могут входить в состав более чем одного выражения для функций,В этом случае достаточно осуществитьнастройку одного блока 3 и сигнап сего выхода подать на все блоки 4, гдетребуется значение терма,После настройки блоков 4 обучаемййосуществляет определение значенийфункции при различных комбинацияхвходных сигналов, Для этого на пульте 1 оператора задаются трубуемыекомбинации входных сигналов. Значенияфункций контролируются по индикаторам 9 соответствующих блоков. 1(роме3438 Составитель А. КарловРедактор М,Циткина Техред М. Ходанич Корректор Й,Демчик Заказ .403 Тираж 391 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 154 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 известныии устройствами для обучения основам вычислительной техники. Так как процесс вычислений для них одинаков, то и время на вычисления будет одинаковым. Процесс настройки (набора схемы) в известных устройствах 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 исло необходимых коимутаций при реще 1 ии 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 повыщает удобство эксплуатации устройства и электробезопасность при работе. Дополнительным преимуществом предлагаемого устройства, является наглядность решения задачи, так как структурапредлагаемого устройства иэоморфнаструктуре задач, решение которых сво 5дится к программируемой логическойматрице. Формула изобретенияУстройство для обучения, содержащее пульт оператора, выходы первойгруппы которого соединены с соответствующими входами информационноготабло, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью расширения дидактическихвоэможностей устройства, в него введены две группы коммутаторов, элементы И, элементы ИЛИ и две группы инди"каторов, причем входы первых, вторыхи третьих групп коммутаторов первой 20 группы соединены с соответствующимивыходами первой и второй групп пульта оператора и шиной единичного уроння сигнала соответственно, а выходы -с входами соответствующих элементон 25 И, выходы которых подключены к входамсоответствующих индикаторов первойгруппы и к соответствующим входампервых групп коммутаторов второйгруппы, входы вторых групп котоРых 30 соединены с шиной нулевого уровнясигнала, входы элементов ИЛИ подключены к выходам соответствующих коммутаторов второй группы, а выходы - квходам соответствующих индикаторов 35 второи группы