Schaltsysteme

Download Report

Transcript Schaltsysteme

Slide 1

Schaltnetze

Klaus Becker
2003


Slide 2

2

Funktionale Schaltsysteme

Schaltsysteme

MUX
d0

&

1

d1

&

s

KB

b


Slide 3

Schaltsysteme

3

KB

Teil 1

Steuern mit logischen Operationen


Slide 4

Aufzugssteuerung

Schaltsysteme

4

Ein Aufzug soll sich nur dann nach oben bewegen, wenn der
Knopf gedrückt und die Tür zu ist.
nach H. Bühler: Grundlagen einer Verständigung mit Computern
KB


Slide 5

Schaltsysteme

5

Technische Lösung – mit Stromkreis

Schalter

Schalter

Nur wenn der Stromkreis geschlossen ist, kann der Motor den
Aufzug bewegen.

KB


Slide 6

6

Binäre Kodierung mit Schaltvariablen

Schaltsysteme

y

x1
Schaltvariable

x1 = 0: Tür ist offen
x1 = 1: Tür ist geschlossen

x2 = 0: Schalter ist nicht gedrückt
x2 = 1: Schalter ist gedrückt
KB

x2

y = 0: Motor ist inaktiv
y = 1: Motor ist aktiv

Binäre Kodierung:
Kodierung mit zwei
Werten: 0 / 1


Slide 7

7

Beschreibung des Systemverhaltens

Schaltsysteme

y

KB

x1

x2
Schalttabelle /
Schaltfunktion

x1 = 0: Tür ist offen
x1 = 1: Tür ist geschlossen

x1

x2

y

x2 = 0: Schalter ist nicht gedrückt
x2 = 1: Schalter ist gedrückt

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

y = 0: Motor ist inaktiv
y = 1: Motor ist aktiv


Slide 8

Logische Deutung

8

Schaltsysteme

y

x1

Schaltfunktion
Aussagen

x1: „Tür ist geschlossen“
x2: „Schalter ist gedrückt“
y: „Motor ist aktiv“
0: falsch
1: wahr
KB

x2

Wahrheitswerte

x1

x2

y

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1


Slide 9

Logische Verknüpfung

9

y

Schaltsysteme

x1

x2
Schaltfunktion

„Motor ist aktiv“ genau dann, wenn
„Tür ist geschlossen“ und
„Schalter ist gedrückt“

y  x1  x 2
KB

Schaltterm

x1

x2

y

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1


Slide 10

10

Technische Lösung – mit Logikgatter
y

Schaltsysteme

x1

x2

Kontaktschalter

x1

Kontaktschalter

x2

&

y

Und-Gatter
KB

Motor


Slide 11

11

Elektronik-Logik-Schichtung
Systemgrößen

Systemverhalten

x1: „Tür ist geschlossen“
x2: „Schalter ist gedrückt“
y: „Motor ist aktiv“

Schaltsysteme

y  x1  x 2
Logik
Elektronik

Kontaktschalter

x1

Kontaktschalter

x2

&

Logikgatter
KB

y

Motor


Slide 12

12

Idee: Logik-basierte Systembeschreibung

Schaltsysteme

y

KB

x1

x2

Binäre Kodierung der
Systemgrößen mit
Schaltvariablen

Beschreibung des
Systemverhaltens mit einer
logischen Schaltfunktion

x1: „Tür ist geschlossen“
x2: „Schalter ist gedrückt“
y: „Motor ist aktiv“

y  x1  x 2


Slide 13

Steuerung eines Türöffners

Schaltsysteme

13

Die Haustür soll sich öffnen, wenn der Türöffner im ersten oder
im zweiten Stock gedrückt wird.
nach H. Bühler: Grundlagen einer Verständigung mit Computern
KB


Slide 14

Lösung

14

Binäre Kodierung mit Schaltvariablen

Schaltsysteme

x1: „Türöffner im 1. Stock ist gedrückt“
x2: „Türöffner im 2. Stock ist gedrückt“
y: „Türverriegelung ist deaktiviert“
Beschreibung des Systemverhaltens
mit logischen Operationen

x1
x2
KB

1

y

x1

x2

y

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

y  x1  x 2


Slide 15

Steuerung einer Kühlschrankbeleuchtung

Schaltsysteme

15

Öffnet man den Kühlschrank, so geht das Licht im Kühlschrank
automatisch an.
nach H. Bühler: Grundlagen einer Verständigung mit Computern
KB


Slide 16

Lösung

16

Binäre Kodierung mit Schaltvariablen

Schaltsysteme

x: „Tür ist geschlossen“
y: „Licht im Kühlschrank ist an“
Beschreibung des Systemverhaltens
mit logischen Operationen

x

KB

1

y

x

y

y x

0

1

bzw.

1

0

y  x


Slide 17

Logische Grundoperationen

17

Schaltsysteme

Konjunktion /
UND-Operation

Disjunktion /
ODER-Operation

Negation /
NICHT-Operation

x1

x2

x1  x2

x1

x2

x1  x2

x

x

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

Logik

Elektronik

x1
x2
KB

&

UND-Gatter

y

x1
x2

1

ODER-Gatter

y

x

1

NICHT-Gatter

y


Slide 18

Übung

18

Aufgabe:

Schaltsysteme

Testen Sie die Gatter zu den logischen Grundoperationen mit
Hilfe von Hades.

KB


Slide 19

Schaltsysteme

19

KB

Teil 2

Schaltfunktionen und Schaltnetze


Slide 20

Schaltsysteme

20

KB

Multiplexer – Demultiplexer

MUX

DEMUX

0

1

Ein Problem der Vermittlungstechnik:
Zwei Teilnehmer sollen wahlweise ihre Daten (in binärer Form
kodiert) über eine gemeinsame Leitung senden.


Slide 21

Funktionale Modellierung

21

Binäre Daten

Schaltsysteme

MUX

0

DEMUX

Steuersignal
Steuersignal

1

Ein-/Ausgabe-Modellierung (Black-Box-Modellierung)
d0

d0
MUX

b

b

DEMUX

d1

d1
s

KB

s


Slide 22

Logische Systembeschreibung

22

d0

d0
MUX

b

b

DEMUX

Schaltsysteme

d1

d1
s

s

Entwicklung von Schalttermen
s = 0: b = d0

s = 0: d0 = b

s = 1: b = d1

s = 1: d1 = b

b  ( s  d 0 )  ( s  d1 )

d0  b  s
d1  b  s

KB


Slide 23

Schaltnetz

23

d0

d0
MUX

b

DEMUX

b

d1

d1

Schaltsysteme

s

b  ( s  d 0 )  ( s  d1 )
d0

d1

KB

s

s

d0  b  s

&

1

d1  b  s

&

d0

&

d1

b

&

s


Slide 24

Idee: Funktionale Modellierung

24

d0
MUX

b

d1

Beschreibung des
Systemverhaltens mit einer
logischen Schaltfunktion

Schaltsysteme

s

b  ( s  d 0 )  ( s  d1 )
d0

d1

KB

s

&

1
&

Realisierung des Systems mit
Hilfe eines Logik-basierten
Schaltnetzes


Slide 25

Übung

25

Aufgabe:

Schaltsysteme

Erstellen und testen Sie mit Hilfe von Hades das entwickelte
Schaltnetz.

d0
d1

s
KB

&
1

&

d0

&

d1

b

&

s


Slide 26

Übung

26

Schaltsysteme

Aufgabe:
Entwickeln und testen Sie ein Multiplexer-Demultiplexer-System
mit 4 Datenleitungen. Benutzen Sie zur Auswahl der Datenleitung
2 Steuerleitungen. Adressieren Sie die Datenleitungen wie unten
angezeigt.

d0
d1
d2
d3

MUX

0 0
s1 s0
KB

b

DEMUX

1 0
s1 s 0

d0
d1
d2
d3


Slide 27

Schaltsysteme

27

KB

Teil 3

Schaltalgebra


Slide 28

Steuerung einer Autoinnenbeleuchtung

Schaltsysteme

28

Öffnet man eine der beiden Türen, so geht das Licht im Auto an.
nach H. Bühler: Grundlagen einer Verständigung mit Computern
KB


Slide 29

29

Steuerung einer Autoinnenbeleuchtung
Binäre Kodierung der Systemgrößen mit Schaltvariablen

Schaltsysteme

x1: „Fahrertür ist geschlossen“
x2: „Beifahrertür ist geschlossen“
y: „Licht im Auto ist an“
Beschreibung des Systemverhaltens mit einer Schaltfunktion

x1
x2

KB

F

y

x1

x2

y

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0


Slide 30

30

Steuerung einer Autoinnenbeleuchtung
Beschreibung der Schaltfunktion mit einem Schaltterm – Version
1

Schaltsysteme

y  x1  x 2

KB

Korrektheitsnachweis
x1

x2

y

x1

x2

x1  x2

x1  x2

0

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0


Slide 31

31

Steuerung einer Autoinnenbeleuchtung
Schaltfunktion:

Schaltsysteme

y  x1  x 2
Schaltnetz:

x1
x2

&

1

y

NAND-Gatter

x1
x2
KB

&

y


Slide 32

32

Steuerung einer Autoinnenbeleuchtung
Beschreibung der Schaltfunktion mit einem Schaltterm – Version
2

Schaltsysteme

y  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )

KB

Korrektheitsnachweis
y1

y2

y3

x1

x2

y

x1

x2

x1  x2

x1  x2

x1  x2 (y1  y2)  y2

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0


Slide 33

33

Steuerung einer Autoinnenbeleuchtung
Schaltfunktion:

Schaltsysteme

y  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )
Schaltnetz:
x1 x2
&
&

&
KB

1

1

y


Slide 34

Vergleich der Schaltnetze

Schaltsysteme

34

x1

x2

y

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Schaltterme

y  x1  x 2

y  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )
x1 x2

x1
x2

&
2 Gatter

KB

Schaltfunktion

Schaltnetze

y

9 Gatter

&
&
&

1

1

y


Slide 35

Minimierungsproblem

Schaltsysteme

35

x1

x2

y

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Wie findet man (möglichst einfache)
Schaltterme zur Repräsentation von
vorgegebenen Schaltfunktionen?

x1 x2
x1
x2

&
2 Gatter

y

9 Gatter

&
&
&

KB

1

1

y


Slide 36

36

Exkurs: Boolesche Algebra / Schaltalgebra
Entwickelt 1854 von George Boole (1815-1864)

Operationen:

Schaltsysteme

Objekte:

KB

¯ (NOT)
 (AND)
 (OR)

0 (FALSE)
1 (TRUE)

x1

x2

x1  x2

x1

x2

x1  x2

x

x

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1


Slide 37

Schaltterme

37

Schaltvariable

Schaltsysteme

Eine Schaltvariable ist eine Variable, für die nur die Werte 0 und
1 eingesetzt werden können.
Schaltterm
Ein Schaltterm ist aufgebaut aus
- den Konstanten 0 (FALSE) und 1 (TRUE)
- Schaltvariablen
- den Operationen  (AND),  (OR), ¯ (NOT).
Beispiele:

t1  x1  x 2

KB

t 2  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )


Slide 38

Aufstellen von Schalttermen

Schaltsysteme

38

y1

y2

y3

x1

x2

y

x1

x2

x1  x2

x1  x2

x1  x2 (y1  y2)  y2

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

Minterm
(Elementarkonjunktion)

Wert des Minterms ist 1 gdw
Wert(x1) = 1 und Wert(x2) = 1 gdw
Wert(x1) = 0 und Wert(x2) = 1

y  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )
KB

Wert(y) ist 1 gdw
Wert eines Minterms ist 1

Term in disjunktiver
Normalform
(Disjunktion von
Mintermen)


Slide 39

Aufstellen von Schalttermen

Schaltsysteme

39

x1

x2

y

x1

x2

x1  x2

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0
Maxterm
(Elementardisjunktion)

Wert des Maxterms ist 0 gdw
Wert(x1) = 0 und Wert(x2) = 0 gdw
Wert(x1) = 1 und Wert(x2) = 1

y  ( x1  x 2 )
KB

Wert(y) = 0 gdw
Wert eines Maxterms ist 0

Term in konjunktiver
Normalform
(Konjunktion von
Maxtermen)


Slide 40

Äquivalenz von Schalttermen

Schaltsysteme

40

KB

x1

x2

x1  x2

x1  x2

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

0

t1  x1  x 2

Zwei Schaltterme t1 und t2 sind
(logisch) äquivalent gdw gilt:

Der Wert von t1 und t2 ist für
alle möglichen Einsetzungen der
in t1 und t2 vorkommenden
Variablen durch 0 bzw. 1 gleich.

t 2  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )
y1

y2

y3

x1

x2

x1

x2

x1  x2

x1  x2

x1  x2 (y1  y2)  y2

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0


Slide 41

Gesetze der Schaltalgebra

41

Schaltsysteme

t 2  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )

KB

x1

x2

x1

x2

x1  x2

x1  x2

x1  x2 y1  (y2  y3)

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0
y1

0
y2

0
y3

0

x1

x2

x1

x2

x1  x2

x1  x2

0

0

1

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

0

0

x1  x2 (y1  y2)  y3


Slide 42

Gesetze der Schaltalgebra

42

Schaltsysteme

Assoziativgesetz für
Disjunktionen:

KB

( a  b )  c  a  (b  c )

a

b

c

ab

bc

(a  b)  c

a  (b  c)

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1


Slide 43

43

Gesetze der Schaltalgebra
Assoziativgesetze:

( a  b )  c  a  (b  c )

Schaltsysteme

( a  b )  c  a  (b  c )
Kommutativgesetze:

ab ba
ab ba

Distributivgesetze:

a  (b  c )  ( a  b )  ( a  c )
a  (b  c )  ( a  b )  ( a  c )

Gesetze der
neutralen Elemente:
KB

a 1  a
a0 a


Slide 44

44

Gesetze der Schaltalgebra

Schaltsysteme

0-1-Gesetze:

Komplementgesetze:

a00

a 11

aa a

aa  a

a a
aa 0

De Morgansche Gesetze:

a a 1

ab a b
ab a b

Adsorptionsgesetze:

a  (a  b)  a
a  (a  b)  a

KB


Slide 45

45

Vereinfachung von Schalttermen
y  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )
y  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )

Schaltsysteme

 (( x1  x 2 )  ( x1  x 2 ))  ( x1  x 2 )
 ( x1  ( x 2  x 2 ))  ( x1  x 2 )
 ( x1  ( x 2  x 2 ))  ( x1  x 2 )
 ( x 1  1)  ( x 1  x 2 )
 x1  ( x1  x 2 )
 ( x1  x1 )  ( x1  x 2 )
 1  ( x1  x 2 )
 ( x1  x 2 )

 x1  x 2
KB

y  x1  x 2

Ergebnis:
Die Terme sind logisch
äquivalent.


Slide 46

Schaltsysteme

46

KB

Vereinfachung der Schreibweise
x1

x2

x1  x2

x1

x2

x1  x2

x

x

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1

x1

x2

x1  x2

x1

x2

x1 + x2

x

x

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

1

1


Slide 47

47

Termumformung mit Boolescher Algebra
y  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )  ( x1  x 2 )
y  x1 x 2  x1 x 2  x1 x 2

Schaltsysteme

 ( x1 x 2  x1 x 2 )  x1 x 2
 x1 ( x 2  x 2 )  x1 x 2
 x1 ( x 2  x 2 )  x1 x 2
 x1  1  x1 x 2
 x1  x1 x 2
 ( x1  x1 )( x1  x 2 )
 1  ( x1  x 2 )
 x1  x 2

 x1 x 2
KB

y  x1  x 2


Slide 48

Übung

48

Schaltsysteme

Aufgabe:

KB

Gegeben ist eine Schaltfunktion in Tabellenform. Entwickeln Sie
(möglichst einfache) Schaltterme zur Beschreibung der
Schaltfunktion. Überprüfen Sie die Korrektheit mit Hilfe eines
Schaltnetzes.

a

b

c

y

0
0
0
0
1
1
1
1

0
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
1

0
1
0
1
1
1
1
1


Slide 49

Schaltsysteme

49

KB

Teil 4

Rechnen mit Schaltalgebra


Slide 50

50

Zahldarstellungen

Schaltsysteme

Wie viele Blätter sind hier dargestellt?

KB

(10010)2

18

(12)16


Slide 51

Stellenwertsysteme

51

Schaltsysteme

23 22 21 20

KB

0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
Dualzahlen

0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
1
1
1

0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1

101 100
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5

160
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
Hexadezimalzahlen


Slide 52

Addiersystem

52

Ziel ist es, ein Addiersystem für Dualzahlen zu entwickeln.

Schaltsysteme

Schriftliche Addition im Zehnersystem

1
1
2

Summand A
Summand B
Übertrag

0

Summe

Schriftliche Addition im Dualsystem

1
1
KB

9
1

1
1
0
0

0
0
1
1

0
1
1
0

1
1

Summand A
Summand B
Übertrag

0

Summe


Slide 53

Funktionale Modellierung

53

1
1

0
0

0
1

1

0

1

1

1

0

1

0

Schaltsysteme

Übertrag

0
a
0
b
1
c

1

Summand B
Summe

0

a

1

VA

Volladdierer

KB

s

Summand A

1
1

0

s

HA
0

ü

b

1
Halbaddierer

1

ü


Slide 54

Halbaddierer

54

a

1

0

s

Schaltsysteme

HA
b

1

1

ü

a

b

s

ü

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

0

1

ü  ab

s  (a  b)  (a  b )
s  a XOR b
KB


Slide 55

Volladdierer

Schaltsysteme

55

0
a
0
b
1
c

1

s

VA
0

ü

a

b

c

s

ü

0
0
0
0
1
1
1
1

0
0
1
1
0
0
1
1

0
1
0
1
0
1
0
1

0
1
1
0
1
0
0
1

0
0
0
1
0
1
1
1

ü  (a  b  c)  (a  b  c)  (a  b  c )  (a  b  c)
s  (a  b  c)  (a  b  c )  (a  b  c )  (a  b  c)
KB


Slide 56

56

Volladdierer mit Halbaddierer-Bausteinen
a b c
ü
HA s

ü
s

Schaltsysteme

HA

HalbaddiererBaustein
KB

1

ü
s


Slide 57

57

Hinweise: Erzeugung von Bausteinen

Schaltsysteme

Schritt 1: Schaltnetz erzeugen und abspeichern (Halbaddierer.hds)

KB

Schritt 2: Neues Symbol erzeugen: [Edit][Create symbol]
Schritt 3: Neuen Baustein erzeugen: [Create][Create Subdesign...]
Halbaddierer.hds


Slide 58

58

4-Bit-Paralleladdierer mit Bausteinen
(1001) + (1011) = 1(0100)

Schaltsysteme

a3 a2 a 1 a0
1 0 0 1
1

VA
VA

VA
HA

1 0 1 1
b3 b2 b1 b0
KB

0
1
0
0

ü

s3
s2
s1
s0


Slide 59

Übung

59

Aufgabe:

Schaltsysteme

Erstellen und testen Sie zunächst einen Halb- und Volladdierer.

KB

Entwickeln Sie anschließend einen 4-Bit-Paralleladdierer mit Hilfe
geeigneter Bausteine.


Slide 60

Übung

60

Aufgabe:

Schaltsysteme

Entwickeln Sie analog zum 4-Bit-Addierer einen 4-BitInkrementierer.

Idee:

1
0
1

KB

0

1
1

1

1
0

1
1

Zahl
Inkrement
Übertrag

0

Nachfolger


Slide 61

Übung

61

Aufgabe:

Schaltsysteme

Entwickeln Sie einen 4-Bit-Komparator, der überprüft, ob zwei 4Bit-Dualzahlen gleich sind.

Idee:

1
1
0
0

KB

0
1
1

1
1
1

1
1

Zahl A
Zahl B
Hilf
Ergebnis


Slide 62

Schaltsysteme

62

KB

Lösung - Addierer


Slide 63

Lösung - Inkrementierer

63

Idee:

1

Schaltsysteme

0
1

KB

0
1
1

1
1
0

1
1

Zahl
Inkrement
Übertrag

0

Nachfolger


Slide 64

Lösung - Komparator

64

Schaltsysteme

Idee:

KB

1
1
0
0

0
1
1

1
1
1

1
1

Zahl A
Zahl B
Hilf

Ergebnis


Slide 65

Schaltsysteme

65

KB

Teil 5

Exkurs: Binäre Kodierung


Slide 66

66

Kodierung von Information
Soll Information übermittelt, gespeichert oder verarbeitet
werden, muss sie in geeigneter Weise durch Zeichen dargestellt
werden. Man nennt diesen Vorgang Kodierung.

Schaltsysteme

(R. Baumann: Informatik für die Sekundarstufe II, Band 2. Klett-Verlag 1993.)

Mondsichel
KB


Slide 67

Binäre Repräsentation

67

Schaltsysteme

Benutzt man zur Repräsentation der Information nur zwei
Zeichen (Binärzeichen / Bit), so spricht man von einer binären
Repräsentation. Als Binärzeichen verwendet man in der Regel die
Zeichen 0 und 1. Eine endliche Folge von Binärzeichen heißt
Binärwort. Ein Binärwort der Länge 8 nennt man Byte.
00000000
00011000
00110000
00110000
00110000
00110000
00011000
00000000

Mondsichel
KB

01001101 01101111 01101110 01100100 ....


Slide 68

68

Prinzip der Zweiwertigkeit

Schaltsysteme

Jede Information lässt sich binär darstellen. Alles, was sich mit
Zeichen repräsentieren lässt, kann auch binär repräsentiert
werden. Dies gilt insbesondere für Zahlen, kontinuierliche Größen
(wie Farbe), Sprache, Bilder, Filme, Musik etc..

0000 0000 0000 0010 0010 ...
Mit Farbkodierung:
0000 – weiß
0010 – gelb
....

Mondsichel

M
o
n
d
01001101 01101111 01101110 01100100 ....
77
111
110
100
ASCII-Code

KB


Slide 69

69

Logische Deutung

Schaltsysteme

Binärzeichen lassen sich immer als Wahrheitswerte deuten. Jede
Verarbeitung von Binärzeichen kann dann mit Hilfe der logischen
Grundoperationen AND, OR, NOT dargestellt werden.

00000000
00011000
00110000
00110000
00110000
00110000
00011000
00000000

11111111
11100111
11001111
11001111
11001111
11001111
11100111
11111111

A=E

KB


Slide 70

Schaltsysteme
70

KB


Slide 71

Schaltsysteme

71

KB

Teil 6

Zusammenfassung


Slide 72

72

Entwicklung von Schaltsystemen

Schaltsysteme

Binäre Repräsentation der Systemgrößen
(Schaltvariablen)

Modellierung des Systemverhaltens mit Hilfe
von Aussagenlogik
(Schaltterm, Boolesche Algebra, ...)

Technische Realisierung des modellierten
Systems mit Hilfe von Elektronikbausteinen
(Logikgatter, ...)

KB


Slide 73

Literaturhinweise

73

Gasper, Leiß, Spengler, Stimm: Technische und theoretische
Informatik. Bayerischer Schulbuch-Verlag 1992.

Schaltsysteme

Eckhart Modrow: Automaten Schaltwerke Sprachen. Dümmler
Verlag 1988.

KB

H. Bühler: Grundlagen einer Verständigung mit Computern. Skript.
...


Slide 74

74

Simulationssoftware
HADES (the Hamburg Design System)
http://tech-www.informatik.uni-hamburg.de/applets/hades/html/

Schaltsysteme

LOCAD (CAD-System für Logikschaltungen)
http://home.t-online.de/home/kh.loch/locadr.htm

KB

WinLog
Cornelsen Software