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教案 / 教學檔案第三章2

教學教案

授課教師: 夏子康

教學科目

數位邏輯

教學

對象

電二

教學單元

布林代數

地點

電二忠教室

教學

時間

1節課(50分鐘)

多元智能

o語文智能  n數學邏輯  o空間智能  o肢體智能

o音樂智能  o人際智能  o內省智能  o自然觀察智能

教學資源

黑板、電腦、單槍投影機

學習方式

講解、練習

先備知識

布林代數是處理數位邏輯的代數運算式,布林定理(Boolean Theorems)就是根據邏輯運算原理整理而得的布林恆等式

教 學 活 動

時間

教學資源

3.3布林代數的基本定理與假設

布林代數是處理數位邏輯的代數運算式,布林定理(Boolean Theorems)就是根據邏輯運算原理整理而得的布林恆等式。我們可利用這些布林恆等式來化簡複雜的布林代數運算式,而得到簡化的邏輯關係。表3.3.1是單變數的布林恆等是,表3.3.2則是多變數的布林恆等式。

3.3.1 布林代數基本定理(單變數定理)

基本定理

加法運算

乘法運算

對偶定理

A+0=A

A1=A

吸收定理

A+1=1

A0=0

全等定理

A+A=A

AA=A

補數定理

A+ =1

A  =0

自補定理

=A

 

 

1.     對偶定理( Duality Theorem):加法對偶定理是一變數(A)0執行邏輯加法(OR)運算,其運算結果都等於原來值(A)。乘法對偶定理是一變數(A)1執行邏輯乘法(AND)運算,其運算結果都等於原來值(A)

 

加法對偶定理:A+0=A

乘法對偶定理:A1=A

 


例3.1 利用真值表證明加法與乘法對偶定理,並畫出等效邏輯閘。


真值表

加法對偶定理真值表

A

0

A+0

0

0

0

1

0

1

乘法對偶定理真值表

A

1

A1

0

1

0

1

1

1

等效閘

加法對偶定理等效閘

乘法對偶定理等效閘

 

 

 

 

2.      吸收定理(Absorbtive Theorem):加法吸收定理是一變數(A)1執行邏輯加法(OR)運算其運算結果都等於1。乘法吸收定理是一變數(A)0執行邏輯乘法(AND)運算,其運算結果都等於0

加法吸收定理:A+1=1

乘法吸收定理:A0=0


例3.2 利用真值表證明加法與乘法吸收定理,並畫出等效邏輯閘。


真值表

加法吸收定理真值表

A

1

A+1

0

1

1

1

1

1

乘法吸收定理真值表

A

0

A0

0

0

0

1

0

0

等效閘

加法吸收定理等效閘

乘法吸收定理等效閘

 

4.      全等定理(Equal Theorem):加法全等定理是一變數(A)與其本身執行邏輯加法(OR)運算,其運算結果都等於原來值(A)。同理,乘法全等定理是一變數(A)與其本身執行邏輯乘法(AND)運算,其運算結果都等於原來值(A)

加法全等定理:A+A=A

乘法全等定理:AA=A


 例3.3 利用真值表證明加法與乘法全等定理,並畫出等效邏輯閘。


真值表

加法全等定理真值表

A

A

A+A

0

0

0

1

1

1

乘法全等定理真值表

A

A

AA

0

0

0

1

1

1

等效閘

加法全等定理等效閘

乘法全等定理等效閘

 

 

 

 

6.      補數定理(Complementary Theorem):加法補數定理是一變數(A)與反函數(<="" u="">)執行邏輯加法(OR)運算,其運算結果都等於1。同理,乘法補數定理是一變數(A)與反函數(<="" u="">)執行邏輯乘法(AND)運算,其運算結果都等於0

加法補數定理:A+=1

乘法補數定理:A=0


 例3.4 利用真值表證明加法與乘法補數定理,並畫出等效邏輯閘。


真值表

加法補數定理真值表

A

A+

0

1

1

1

0

1

乘法補數定理真值表

A

A

0

1

0

1

0

0

等效閘

加法補數定理等效閘

乘法補數定理等效閘

 

 

 

 

8.      自補定理(Involution Theorem):自補定理是一變數(A)經二次邏輯補數運算(NOT)後,其運算結果等於原來值(A)

自補定理:=A


 例3.5 利用真值表證明自補定理,並畫出此定理的等效邏輯閘。


真值表

自補定理真值表

A

0

1

0

1

0

1

 

等效閘

 

自補定理等效閘

3.3.2 布林代數定律與多變數定理

定律

加法運算

乘法運算

交換律

A+B=B+A

AB=BA

結合律

A+(B+C)=(A+B)+C=A+B+C

A(BC)=(AB)C=ABC

分配律

A+(BC)=(A+B)(A+C)

A(B+C)=AB+AC

消去律

A+AB=A

A(A+B)=A

狄摩根定理

1.      交換律(Commutative laws):交換律是指二個變數(AB)在執行邏輯加法(OR)運算或邏輯乘法(AND)運算時,這二個變數(AB)的先後順序並不影響執行的結果。

 

20分鐘

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15分鐘

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5分鐘

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5分鐘

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5分鐘

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5分鐘

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

黑板、電腦、單槍投影機

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

      

 

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