Giáo án môn tin học đại cương

- Máy tính được thiết kế theo sơ đồ của J.Von Neumann có các đặc trưng sau:  Điều khiển bằng chương trình ?Thế nào là chương trình máy tính - Chương trình máy tính là tập hợp các thao t

Trang 1

Ngày soạn Ngày giảng:

Chương 1 THÔNG TIN VÀ XỬ LÝ THÔNG TIN

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Biết phân biệt các khái niệm: thông tin - dữ liệu, tin học - công nghệ thông tin

- Nắm được nguyên lý máy tính J Von Neumann

1 Giảng viên: Giáo án, đồ dùng giảng dạy.

2 Sinh viên: Giáo trình, đồ dùng học tập.

C PHƯƠNG PHÁP

- Phương pháp đặt - giải quyết vấn đề

- Phương pháp thuyết trình tích cực

- Phương pháp đàm thoại

D TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Giáo trình Tin học đại cương, PGS TS Bùi Thế Tâm, Nxb Giao thông vận tải

2 Giáo trình Tin học cơ sở, Hồ Sĩ Đàm (chủ biên), Nxb ĐHSP Hà Nội

E TIẾN TRÌNH LÊN LỚP

1 Ổn định tổ chức

2 Nội dung bài giảng

Trong cuộc sống, chúng ta phải tiếp nhận và xử lý các thông tin nhận được nhằm trợ giúpcho bản thân mình Hơn nữa, với sự phát triển như vũ bão của công nghệ thông tin như hiện naythì vấn đề máy tính trợ giúp con người xử lý thông tin là rất quan trọng Trong bài học ngày hômnay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về vấn đề “Thông tin và xử lý thông tin”

1 Thông tin ? Em hiểu thế nào là thông tin

- Thông tin là một khái niệm trừu tượng mô tả những gì mang lại hiểu biết, nhận thức

cho con người hay các sinh vật khác

? Thông tin tồn tại như thế nào

- Thông tin tồn tại một cách khách quan không phụ thuộc vào chủ thể thu nhận thông tin

? Thông tin tồn tại dưới những dạng nào

- Thông tin tồn tại dưới nhiều dạng như: âm thanh, hình ảnh, số liệu…

? Thông tin có bị thay đổi không

- Thông tin tồn tại một cách tự nhiên song thông tin cũng có thể được tạo ra, bị thayđổi do các yếu tố tác động vào

1

Trang 2

? Có thể xác định được giá trị của thông tin không

- Giá trị của thông tin chỉ có thể được xác định trong hoàn cảnh cụ thể, song thôngtin có thể được định lượng thông qua mức độ bất định của hành vi, trạng thái… của

hệ mang lại thông tin, khả năng xuất hiện một thông tin càng nhỏ thì lượng tin nómang lại càng lớn

- Lượng tin của một hệ mang thông tin được tính theo công thức

H

log

trong đó pi là xác suất xuất hiện khả năng thứ i

- Lượng tin của một hệ chỉ mang hai trạng thái với khả năng như nhau được chọnlàm đơn vị cơ bản để biểu diễn thông tin được gọi là bit

2 Dữ liệu ? Theo em thông tin và dữ liệu có mối quan hệ như thế nào

- Dữ liệu có thể hiểu nôm na là “vật thô mang thông tin” qua xử lý sẽ cho ta thông tin

3 Xử lý

thông tin

? Tại sao phải xử lý thông tin

- Trong quá trình truyền tin, thông tin có thể bị nhiễu, bị sai lệch nên cần phải xử lý

để thu được thông tin có ích phục vụ con người

? Tại sao lại phải dùng máy tính để xử lý thông tin

- Khi lượng thông tin cần xử lý trở nên quá lớn, con người không thể xử lý theocách thông thường được  cần đến sự trợ giúp của máy tính điện tử

- Máy tính được thiết kế theo sơ đồ của J.Von Neumann có các đặc trưng sau:

 Điều khiển bằng chương trình

?Thế nào là chương trình máy tính

- Chương trình máy tính là tập hợp các thao tác (lệnh) mà máy tính cần phải thực hiện.

? Điều khiển bằng chương trình nghĩa là như thế nào

- Mọi mệnh lệnh cần thiết để giải quyết một bài toán đều được máy tính thực hiện

tự động theo một “chương trình làm việc” do con người lập ra

- Chương trình và dữ liệu phải được ghi vào bộ nhớ của máy tính

- Trong suốt quá trình thực hiện nói chung con người không cần can thiệp vào côngviệc của máy

? Máy tính có biết suy nghĩ như con người không

- Máy tính không biết suy nghĩ mà chỉ máy móc thực hiện theo đúng những gì màcon người giao cho nó dưới dạng một “thuật toán”

? Thế nào là thuật toán

- Thuật toán là một dãy hữu hạn các thao tác có thể thực hiện, được sắp xếp theomột trình tự nhất định để mô tả các bước giải quyết một bài toán sao cho từ bộ dữ

2

Trang 3

Tiêu mục Hoạt động của thầy - trò

liệu vào sau quá trình xử lý sẽ cho kết quả như mong muốn

 Bộ nhớ thuần nhất: các chương trình và dữ liệu đều được lưu trữ trong cùng một

bộ nhớ của máy tính điện tử

 Truy cập theo địa chỉ: thông tin lưu trữ trong các vùng nhớ của bộ nhớ được chỉđịnh bằng địa chỉ Khi cần truy cập tới dữ liệu ta sẽ truy cập thông qua địa chỉ đó

6 Tin học ? Thế nào là tin học

- Tin học là ngành khoa học nghiên cứu các phương pháp, kỹ thuật và công nghệ xử

lý thông tin một cách tự động

- Đối tượng nghiên cứu của tin học gồm: thuật toán, cơ sở dữ liệu, cấu trúc dữ liệu

7 Công nghệ

thông tin

? Thế nào là công nghệ thông tin

- Công nghệ thông tin là tập hợp các phương pháp khoa học, các phương tiện kỹthuật hiện đại mà chủ yếu là máy tính điện tử và viễn thông nhằm tổ chức khai thác

và sử dụng hiệu quả nhất các nguồn tài nguyên vô cùng phong phú trong mọi lĩnhvực hoạt động của con người

F CỦNG CỐ, HỌC TẬP TẠI NHÀ

* Củng cố

Qua bài học này các em phải biết phân biệt các khái niệm: thông tin dữ liệu; tin học công nghệ thông tin, nhớ các đơn vị dùng để đo thông tin và cấu trúc máy tính theo mô hình củaJ.Von Neumann

-* Nhiệm vụ học tập tại nhà

- Nghiên cứu lại nội dung bài cũ

- Tìm hiểu các kiến thức liên quan tới máy tính điện tử

3

Trang 4

Chương 2 MÁY TÍNH ĐIỆN TỬ

Máy tính điện tử đã ra đời và phát triển qua rất nhiều thế hệ Trong bài học ngày hôm naychúng ta sẽ đi tìm hiểu về các thành phần trong kiến trúc của một máy tính, đồng thời ta sẽ thấyđược đặc trưng của từng thế hệ máy tính qua từng giai đoạn phát triển của nó

- Bộ nhớ trong: có nhiệm vụ chứa

chương trình và dữ liệu trước khi

chương trình được thực thi

- Bộ điều khiển CU (Control Unit):

có nhiệm vụ điều khiển hoạt động

của tất cả các thành phần của hệ thống máy tính theo chương trình mà nó được giao thi hành

4CPU

Bộ nhớ trong

Bộ nhớ chínhRAM ROM

Trang 5

- Bộ số học và lôgic ALU (Arithmeric Logical Unit): có nhiệm vụ thực hiện cácthao tác tính toán theo sự điều khiển của CU

* Bộ nhớ chính

+ RAM - Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên(Random Access Memory): dùng để lưu cácchương trình và dữ liệu khi máy tính hoạt động, các dữ liệu đó sẽ bị mất khi tắt máyhoặc mất điện

+ ROM - Bộ nhớ chỉ đọc (Read Only Memory): dùng để lưu giữ các chương trình

và dữ liệu dùng cho việc khởi động hệ thống, các dữ liệu trong bộ nhớ này không bịmất khi tắt máy hoặc mất điện

+ Đặc trưng: máy tính dùng đèn điện tử

+ J Von Neumann đã chế tạo ra chiếc máy tính EDSAC có chương trình được lưutrữ trong bộ nhớ theo thiết kế cơ sở của ông (có 5 thành phần cơ bản: bộ nhớ, đơn vị

số học và lôgic, đơn vị điều khiển, thiết bị vào, thiết bị ra) Cho đến nay đó vẫn là

cơ sở cho hầu hết các máy tính số

- Thế hệ máy tính thứ hai

+ Đặc trưng: máy tính dùng transistor

+ Những năm cuối thập niên 50, các máy tính dùng đèn điện tử đã được thay thếdần bằng các máy tính dùng transistor

- Thế hệ máy tính thứ ba

+ Đặc trưng: máy tính dùng mạch tích hợp IC (Integrated Circuit)

+ IBM đã đưa ra dòng sản phẩm mới sử dụng vi mạch, đó là System/360 vào năm 1964

Trang 6

+ Xuất hiện máy tính cá nhân, máy tính nhỏ, máy tính lớn, siêu máy tính.

- Thế hệ máy tính thứ năm

+ Đặc trưng: máy tính thông minh

+ 1981, Nhật Bản đã đưa ra một chương trình cuốn hút các cường quốc máy tínhvào dự án chế tạo máy tính có thể giao tiếp trên ngôn ngữ tự nhiên, có thẻ có cáchoạt động mang tính sáng tạo trên một cơ chế suy luận trên các tri thức và khônghoàn toàn tuân theo nguyên lý J Von Neumann

+ 2004, ASIMO (Advanced Step Innovative Mobility: bước chân tiên tiến của đổimới và chuyển động ) người máy thông minh đã ra đời Nó có thể lên/xuống cầuthang một cách uyển chuyển, nhận diện người, có các cử chỉ, hoạt động, giọng nói

và đáp ứng một số mệnh lệnh của con người, thậm chí nó có thể bắt chước cử độnggọi tên người và cung cấp thông tin ngay sau khi bạn hỏi

3 Phân loại

máy tính

Do sự phổ cập của máy vi tính nên khi nói đến máy tính điện tử người ta nghĩ ngay đến máy vi tính Thực ra còn có các lớp máy tính khác: siêu máy tính, máy lớn và các máy tầm trung, trạm làm việc Tuỳ thuộc vào nguyên lý hoạt động mà máy tính điện tử được phân thành 3 loại: máy tính số, máy tính tương tự, máy tính lai.

- Máy tính số: là loại máy tính sử dụng các đại lượng vật lý biến thiên rời rạc đểbiểu diễn các đại lượng cần tính toán

+ Máy tính số có thể được phân chia theo các tiêu chí như

 Theo cách thực thi chương trình: ta sẽ có máy tính số liên tiếp, máy tính số songsong, máy tính số liên tiếp - song song

 Theo nhiệm vụ máy tính thực hiện: ta sẽ có máy tính số chuyên dụng, máy tính

số đa năng

- Máy tính tương tự: là loại máy tính sử dụng các đại lượng vật lý biến thiên liên tục

để biểu diễn các đại lượng cần tính toán (điện áp, dòng điện)

- Máy tính lai: là loại máy tính kết hợp cả 2 nguyên lý trên tức là trong hệ thống cómột nửa là số, một nửa là tương tự

F CỦNG CỐ, HỌC TẬP TẠI NHÀ

* Củng cố:

Qua bài học này các em phải nắm được nhiệm vụ, chức năng các thành phần trong kiến trúcchung của máy tính điện tử (bộ nhớ trong, bộ nhớ chính (RAM, ROM), các thiết bị vào ra, ALU,CU ); đồng thời biết cách phân loại máy tính và nắm được đặc trưng của các thế hệ máy tính

* Nhiệm vụ học tập tại nhà

- Nghiên cứu lại nội dung bài cũ

- Tìm hiểu các kiến thức về các hệ đếm, đặc biệt là các hệ đếm liên quan đến máy tính vàcác kiến thức về đại số Boole

Chương 3

HỆ ĐẾM

A MỤC TIÊU

6

Trang 7

1 Kiến thức

- Hiểu được khái niệm hệ đếm

- Biết phân loại các hệ đếm: hệ đếm không theo vị trí và hệ đếm theo vị trí, đồng thời nắmđược các kiến thức liên quan về các hệ đếm trong tin học thường dùng

- Biết cách chuyển đổi giữa các hệ đếm trong tin học thường dùng

- Nắm được cách thực hiện các phép toán số học đối với số nhị phân

Để có cơ sở hình dung quá trình xử lý thông tin xảy ra bên trọng máy tính điện tử như thếnào, chúng ta cần có một số kiến thức về hệ đếm Trong bài này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về các

? Các ký hiệu đó đại diện cho giá trị nào

+ Sử dụng các ký hiệu để biểu diễn các số (I = 1, V = 5, X = 10, L = 50, C = 100, M = 1000

? Nêu quy tắc để tính giá trị khi dùng hệ đếm La mã

+ Quy tắc:  Nếu các ký hiệu được xếp từ trái qua phải theo chiều giảm dần củagiá trị thì giá trị của số được biểu diễn được tính bằng tổng giá trị các ký hiệu đó  Nếu các ký hiệu tính từ trái qua phải có một cặp hai ký hiệu mà kýhiệu đứng trước có giá trị nhỏ hơn thì giá trị của cặp đó được tính bằng hiệu giữagiá trị của ký hiệu đứng sau và giá trị của ký hiệu đứng trước

7

Trang 8

? Thực tế em thấy hệ đếm La mã được sử dụng trong trường hợp nào

Khi biểu diễn các mục, nói về thế ký thứ bao nhiêu,

? Hãy biểu diễn số 355 và số 536,3 dưới dạng đa thức

? Em có nhận xét gì về giá trị của ký hiệu 3 trong cách biểu diễn 2 số trên

ký hiệu 3 đầu tiên có giá trị là 300 đơn vị; ký hiệu 3 tiếp theo có giá trị 30 đơn vị; ký hiệu 3 tiếp theo có giá trị là 0,3 đơn vị  giá trị của các ký hiệu thay đổi theo vị trí mà nó chiếm  những hệ đếm kiểu như thế này thuộc loại hệ đếm theo vị trí

b Hệ đếm

theo vị trí

Hệ đếm ta vừa dùng để biểu diễn số là hệ thập phân.

? Tại sao khi biểu diễn dưới dạng đa thức ta lại nhân các ký hiệu đó với 10

? Hệ này sử dụng các ký hiệu nào để biểu diễn các số? Tổng số các ký hiệu đó là bao nhiêu? (0, ,9 - 10 ký hiệu)  người ta đã sử dụng số lượng các ký hiệu khác nhau của hệ đếm để mô tả cơ số của hệ đếm đó.

? Em có nhận xét gì về giá trị của các ký hiệu trong hệ đếm so với cơ số của hệ đếm đó (luôn luôn <= cơ số - 1)

? Nếu nói g (với g là một số tự nhiên) là một cơ số thì g phải thoả mãn điều gì và cho biết các ký hiệu dùng để biểu diễn các số trong hệ cơ số g (g > 1; các ký hiệu: 0 đến g - 1)

? Số N được mô tả = d n d n-1 d 1 d 0 ,d -1 d -2 d -m ; hãy biểu diễn N dưới dạng đa thức của cơ số g (N = d n g n + d n-1 g n-1 + +d 1 g 1 +d 0 g 0 +d -1 g -1 +d -2 g -2 + +d -m g -n )

? Tại sao số mũ đầu tiên (g n ) lại là n (vì sau ký hiệu đầu tiên có n số trước dấu phẩy)

? Có bao nhiêu số hạng trước dấu phẩy trong mô tả số N (n + 1)

? m = ? (m là tổng các ký hiệu sau dấu phẩy)

? d i phải thoả mãn điều kiện gì (0  d i  g-1)

? Hãy biểu diễn số 17 trong hệ cơ số 3 dưới dạng đa thức (17 = 1.3 2 + 2.3 1 + 2.3 0 )

Ngoài hệ đếm cơ số 10, trong Tin học người ta thường dùng một số hệ đếm sau: hệ nhị phân (0, 1),

hệ bát phân (0 8), và hệ thập lục (0, ,9, A, B, C, D, E, F) Giữa các hệ đếm này thường xuyên có sự chuyển đổi qua lại trong các thiết bị nhập/xuất.

* Đổi số thập phân sang hệ cơ số r

- Nguyên tắc:

Tách số đó thành 2 phần (nếu là số thực): phần nguyên và phần phân

 Biến đổi phần nguyên: chia số đó (giả sử an) cho r được thương an-1, dư bn-1 Sau

đó lại lấy an-1 chia cho r được thương an-2, dư bn-2, cứ tiếp tục như vậy cho đến khithương bằng 0 Kết quả: lấy ngược lại các số dư thu được (b0b1 bn-1)

 Biến đổi phần phân: nhân số cần đổi (giả sử là cn) với r được tích dn, giữ lại phầnnguyên của số đó (giả sử en), sau đó lại nhân số dn-en với r được tích dn-1, ta lại giữlại phần nguyên (giả sử en-1), cứ tiếp tục như vậy cho đến khi di -ei = 0 thì dừnglại Kết quả: enen-1 e1e0

- Ví dụ 1: 41.687510 =?2

8

41 2 20

x

1

0.7500 2

x

0

1.500 2

x

1

1.000 2

x

1

 4110 = 101001  0.687510 = 0.1011

Trang 9

- Ví dụ 2: 5324110 = ?16

GV đưa ra ví dụ  SV nêu quy tắc tính

 Nguyên tắc 2: cộng giá trị các số mũ 2 ứng với các bit có giá trị 1 trong số cần đổi

* Đổi số từ hệ nhị phân sang hệ thập lục

GV đưa ra ví dụ  SV nêu quy tắc tính

- Quy tắc: + Chuyển số đó sang hệ nhị phân

+ Tìm bit đầu tiên có giá trị là 1 (tính từ phải qua trái)+ Đảo tất cả các bit nằm trước bit đó

c Phép nhân

9

 41.687510 = 101001.10112

53241 16 3327

Trang 10

c.1 Nhân các số không dấu

GV đưa ra một ví dụ, sau đó yêu cầu SV đưa ra quy tắc nhân

- Quy tắc: thực hiện giống như nhân các số trong hệ thập phân

- Ngoài ra có thể thực hiện theo thuật toán sau:

B1: Bộ đếm bằng n

B2: Kiểm tra bít ít ý nghĩa nhất (LSB) của số nhân, nếu là 1 thì cộng số bị nhân vào

n bít nhiều ý nghĩa nhất (MSB) của tính thành phần

B3: Dịch phải 1 bít tích thành phần

B4: Dịch phải số nhân 1 bit

B5: Giảm bộ đếm đi 1 đơn vị

B6: Quay trở lại thực hiện các bước (bắt đầu từ B2) cho đến khi bộ đếm bằng 0

* Quy tắc dịch với số không dấu

- Dịch trái: x SHL i (dịch chuyển số x sang trái i bit)

+ Ví dụ: 12 SHL 2 = 48 (vì 1210 = 000011002  12 SHL 2 = 001100002 = 4810)

Y/c SV đưa ra quy tắc dịch chuyển

+ Quy tắc: giữ nguyên các bit từ vị trí i + 1 (tính từ trái qua phải) cho đến hết, sau

đó ghép thêm vào cuối dãy bit vừa nhận được i bit 0

- Dịch phải: x SHR i (dịch chuyển số x sang phải i bit)

+ Ví dụ: 12 SHR 2 = 3 (vì 1210 = 000011002  12 SHL 2 = 000000112 = 310)

Y/c SV đưa ra quy tắc dịch chuyển

+ Quy tắc: giữ nguyên các bit từ vị trí thứ nhất (tính từ trái qua phải) cho đến hết độdài của x - i bit, sau đó ghép thêm vào trước dãy bit vừa nhận được i bit 0

* Quy tắc dịch với số có dấu x

- Ví dụ: 1xxxxx hoặc 0xxxxx

10

Trang 11

11xxxx hoặc 00xxxx111xxx hoặc 000xxx

- Nguyên tắc: giữ nguyên các bit từ vị trí thứ nhất (tính từ trái qua phải) cho đến hết độdài của x - i bit, sau đó ghép thêm i -1 bit theo dấu vào trước dãy bit vừa nhận được

c.2 Nhân các số có dấu

- Để biểu diễn các số âm người ta có thể dùng phương pháp dấu lượng: dùng bit cựctrái làm bit dấu (0 tương ứng với +, 1 tương ứng với dấu -), các bit còn lại đượcdùng để biểu diễn độ lớn của số (hoặc giá trị tuyệt đối của số)

? Vậy n bit sẽ biểu diễn được bao nhiêu số nguyên không dấu, bao nhiêu số nguyên có dấu (2n số không dấu (từ 0  2n - 1) và 2n-1 số có dấu (từ -2n-1 2n-1 - 1)

? 1 byte biểu diễn được các số nguyên nào (từ 0  255 hoặc -128  +127)

- Ngoài ra có thể sử dụng số bù để biểu diễn các số có dấu (gồm: số bù r và số bù r - 1)

- Quy tắc nhân: sử dụng giải thuật Booth

Giải thuật này được thực hiện bằng cách kiểm tra 2 bit của số nhân để quyết định theomột trong ba bước sau:

+ Nếu bit nhân hiện tại bằng 1, bit nhân bậc thấp hơn tiếp sau bằng 0 thì trừ số bị nhân

* Lưu ý: - Khi cộng số bị nhân với tích thành phần thì bỏ qua bit nhớ được sinh ra trongphép cộng

- Khi tích thành phần bị dịch thì dùng phép dịch số học và bit dấu cũng đượcthêm vào

Trang 12

Qua bài học này các em phải nhớ được các hệ đếm liên quan và cách chuyển đổi giữa các hệ

đó, nắm được các quy tắc khi thực hiện các phép toán số học đối với các số nhị phân

* Nhiệm vụ học tập tại nhà

- Nghiên cứu nội dung bài và làm các bài tập GV giao

12

Trang 13

Ngày soạn Ngày giảng:

Chương 4 KIẾN THỨC VỀ ĐẠI SỐ BOOLE

A MỤC TIÊU

1 Kiến thức

- Biết sử dụng bảng chân lý, biểu thức đại số hoặc bìa Karnaugh để biểu diễn hàm lôgic

và tối thiểu hóa hàm Boole

- Nắm được các cổng lôgic cơ bản

Chúng ta đã biết rằng kết quả các phép toán số học với các số nhị phân là một số nhị phânmới Do vậy ta có thể hình dung các thiết bị thực hiện các phép toán trong máy tính điện tử như

là thành phần chức năng biến đổi nhị phân, tức là các thiết bị đó cho phép nạp số liệu dạng nhịphân ở đầu vào và lấy kết quả có dạng nhị phân ở đầu ra Để hiểu rõ hơn về nguyên lý xây dựngcác bộ biến đổi nhị phân ta sẽ tìm hiểu một số vấn đề có liên quan trong bài học ngày hôm nay

1 Hàm lôgic ? Đối số của hàm lôgic là đối tượng nào? Đối tượng đó có đặc điểm gì (đối số của

hàm lôgic là biến lôgic, nó là biến chỉ nhận 2 giá trị biểu thị 2 trạng thái có tính chất độc lập: đúng hoặc sai, đóng hoặc mở )

a Khái

niệm

? Thế nào là hàm lôgic

- Hàm F với đối số là một biến lôgic được gọi là hàm lôgic khi F chỉ có hai giá trị 0 hoặc 1

? Với n biến lôgic sẽ có bao nhiêu tổ hợp biến khác nhau (2n)

b Biểu diễn

hàm lôgic

* Dùng bảng chân lý

- Dùng một bảng n + 1 cột và 2n dòng, sau đó tên mỗi dòng của cột ta ghi giá trị của

tổ hợp biến và giá trị của hàm ứng với tổ hợp biến đó

- Ví dụ:

13

Trang 14

+ Tại những ô xác định tổ hợp biến mà hàm không xác định người tathường đánh dấu x để ký hiệu.

- Cách biểu diễn hàm lôgic ở dạng chuẩn tắc tuyển đầy đủ:

+ Chỉ xét các tổ hợp giá trị biến mà hàm có giá trị bằng 1, số lần hàm bằng 1 chính

là số tích của biểu thức đại số

+ Trong mỗi tích các biến có giá trị 1 thì ta giữ nguyên còn các biến có giá trị 0 thì

ta lấy phủ của nó

Hàm mô tả dưới dạng chuẩn tắc tuyển đầy đủ sẽ lấy tổng của các tích đó

? Hãy cho biết cách biểu diễn hàm lôgic ở dạng chuẩn tắc hội đầy đủ

- Cách biểu diễn hàm lôgic ở dạng chuẩn tắc hội đầy đủ:

+ Chỉ xét các tổ hợp giá trị biến mà hàm có giá trị bằng 0, số lần hàm bằng 0 chính

là số tổng của biểu thức đại số

+ Trong mỗi tích các biến có giá trị 0 thì ta giữ nguyên còn các biến có giá trị 1 thì

ta lấy phủ của nó

Hàm mô tả dưới dạng chuẩn tắc tuyển đầy đủ sẽ lấy tích của các tổng đó

- Ví dụ: Cho bảng chân lý của hàm F(x1,x2,x3) như sau:

Trang 15

hàm số còn trên các dòng, các cột ta ghi tổ hợp các giá trị biến với quy tắc tại những

ô lân cận nhau thì tổ hợp các biến chỉ khác nhau 1 biến

? Tối thiểu hóa là như thế nào

- Tối thiểu hóa hàm số Boole là việc tìm ra dạng biểu diễn hàm sau cho khi thiết kế

ta có tổng số đầu vào và đầu ra của mạch biểu diễn hàm số ấy sử dụng ít cổng nhất

- Phương pháp

* Biến đổi đại số: vận dụng lý thuyết của đại số Boole để biến đổi hàm đã cho saocho kết quả của lần biến đổi sau đơn giản hơn lần biến đổi trước đó cho đến khi đạtđược biểu thức đáp ứng yêu cầu đặt ra

+ Sử dụng các luật của đại số Boole trong quá trình biến đổi

Luật giao hoán: AB = BA; A + B = B + A

Luật kết hợp: A(BC) = (AB)C; A + (B + C) = (A + B) + C

Luật phân phối: A(B + C) = AB + AC; A + BC = (A + B)(A + C)

Trang 16

- Ưu điểm: đơn giản

- Nhược điểm: nhiều khi nhìn vào biểu thức ta chưa thể kết luận dạng biểu thức đó

đã tối giản chưa

* Dùng bảng Karnaugh

- Biểu diễn hàm đã cho trên bảng Karnaugh

- Xác định tích cực tiểu của hàm bằng cách dán 2k có giá trị 1 hoặc không xác địnhsao cho k càng lớn càng tốt tức là phải tìm các hình có diện tích là lũy thừa của 2

- Kết quả: lấy tổng của các tích đó

- Ví dụ: Hàm F(x1,x2,x3) được biểu diễn như bảng Karnaugh như sau:

? Nhắc lại các phép toán lôgic cơ bản (AND, OR, XOR, NOT)

- Gọi Z là hàm của các biến lôgic A, B, thì các phép toán đó được định nghĩa như sau:

a Phép AND: Z = A.B

- Bảng chân lý:

? Em có nhận xét gì về giá trị của hàm Z

- Phép AND chỉ cho giá trị đúng khi và chỉ khi cả 2 biến lôgic đều có giá

trị đúng, còn trong các trường hợp khác phép AND đều cho giá trị sai

b Phép OR: Z = A + B

- Bảng chân lý:

- Phép OR chỉ cho giá trị sai khi và chỉ khi cả 2 biến lôgic đều có giá trị

sai, còn trong các trường hợp khác phép OR đều cho giá trị đúng

c Phép NOT: Z = phủ A

- Bảng chân lý:

- Phép NOT là phủ định của một sự kiện

Ngoài ra còn có một số quan hệ lôgic khác như:

d Phép XOR: Z = A  B

- Bảng chân lý:

- Phép XOR chỉ cho giá trị sai khi và chỉ khi cả 2 biến lôgic đều có giá trị

sai hoặc đều có giá trị đúng, còn trong các trường hợp khác phép XOR

đều cho giá trị đúng

Định dạng
Số trang	32
Dung lượng	583,5 KB