KWALIFIKACJA ELM6 - PAŹDZIERNIK 2016

PYTANIE NR 15.
Która funkcja logiczna odpowiada zapisowi w tabeli Karnaugh?
Ilustracja przedstawia tabelę Karnaugh, która jest narzędziem używanym w logice cyfrowej do minimalizacji funkcji logicznych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
EX-NOR (XNOR) to funkcja równoważności: daje stan 1 wtedy, gdy wejścia mają ten sam stan (00 lub 11), a 0 gdy są różne (01 lub 10). Taki układ jedynek w mapie Karnaugh odpowiada dokładnie zależności "równe", a nie parzystości XOR ani bramkom NOR/NAND.

Pełne wyjaśnienie:

Mapa Karnaugha jest graficzną postacią tabeli prawdy, która pozwala rozpoznać (i minimalizować) funkcję boolowską. Dla dwóch zmiennych typowy wzorzec funkcji równoważności polega na tym, że wynik jest równy 1 wtedy, gdy oba wejścia są takie same.

Odpowiedź EX-NOR jest poprawna, ponieważ funkcja XNOR spełnia warunek: 1 dla 00 oraz 11, a 0 dla 01 oraz 10. W mapie Karnaugha odpowiada to jedynkom w komórkach reprezentujących przypadki "obie wartości równe". Jest to charakterystyczny, łatwy do sprawdzenia wzorzec: jedynki leżą na "przekątnej" dla kombinacji równych (w zależności od ułożenia zmiennych w mapie).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • NOR daje 1 tylko dla 00 (negacja alternatywy). Jeśli w mapie występuje jedynka także dla 11, to nie jest NOR.
  • EX-OR (XOR) jest przeciwieństwem równoważności: daje 1 dla stanów różnych (01 i 10). Jeżeli mapa wskazuje jedynki dla stanów równych, to XOR odpada.
  • NAND daje 0 tylko dla 11 (negacja koniunkcji). Gdy mapa ma więcej zer/jedynek niż pojedyncza komórka 11, nie pasuje do NAND.

Wskazówka egzaminacyjna: przy pytaniach o XOR/XNOR najszybciej sprawdź, czy jedynki są dla stanów różnych (XOR) czy takich samych (XNOR). To minimalizuje ryzyko pomyłki wynikającej z podobnych nazw.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Mapa Karnaugha to graficzna forma tabeli prawdy, używana do upraszczania funkcji boolowskich. Ułatwia minimalizację logiki (mniej bramek i połączeń), co jest praktyczne w układach cyfrowych i sterowaniu mechatronicznym.
XNOR daje "1", gdy wejścia są takie same. Dla dwóch zmiennych jedynki wypadają dla kombinacji 00 i 11. W mapie Karnaugha szukasz więc układu, w którym przypadki "równe" mają wartość 1, a "różne" mają 0.
EX-OR (XOR) daje 1, gdy wejścia są różne, a EX-NOR (XNOR) daje 1, gdy wejścia są równe. To funkcje dopełniające: XNOR jest negacją XOR. Na egzaminie najpierw sprawdź, czy "1" jest dla stanów różnych czy równych.
Dla bramki XNOR wynik jest równy 1 dla 00 oraz 11, czyli wtedy, gdy oba wejścia mają tę samą wartość logiczną. Dla 01 i 10 wynik wynosi 0, bo wejścia różnią się między sobą.
Da się odczytać funkcję logiczną, ale sposób realizacji (konkretne bramki) może być różny. Jeśli jednak odpowiedzi to nazwy funkcji (NOR/XOR/XNOR/NAND), zwykle chodzi o rozpoznanie wzorca wartości 1 i 0, a nie o jedyną możliwą implementację sprzętową.
NOR ma "1" tylko dla 00 (negacja OR). NAND ma "0" tylko dla 11 (negacja AND). Jeśli widzisz pojedynczą jedynkę przy 00, myśl o NOR; jeśli pojedyncze zero przy 11, myśl o NAND. Pozostałe układy wskazują inne funkcje.
Typowe błędy to: pomylenie kolejności kodowania pól (Gray), mylenie XOR z XNOR przez podobną nazwę oraz wybór "uniwersalnych" bramek NAND/NOR bez sprawdzenia wzorca jedynek. Pomaga szybkie porównanie, dla jakich kombinacji wyjście jest równe 1.
XNOR przydaje się, gdy chcesz wykryć zgodność dwóch sygnałów, np. porównać stany dwóch czujników, sprawdzić zgodność bitów w prostym kodowaniu lub potwierdzić, że dwa warunki są spełnione w ten sam sposób. To częsty motyw w logice kontroli.
Najpierw zaznaczasz jedynki (lub zera) i grupujesz je w prostokąty o rozmiarze potęgi dwójki. Z każdej grupy wyznaczasz iloczyn (AND) niezmiennych zmiennych, a potem sumujesz (OR) składniki. Dla XNOR zwykle wyjdzie suma dwóch iloczynów.
Tak, NAND i NOR są bramkami uniwersalnymi, więc da się z nich zrealizować dowolną funkcję logiczną, w tym XNOR. Na egzaminie takie pytanie zwykle jednak dotyczy identyfikacji funkcji, a nie szczegółowego schematu realizacji z bramek uniwersalnych.
info

Statystycznie 50% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "EX-NOR (XNOR) to funkcja równoważności: daje stan 1 wtedy, gdy wejścia mają ten sam stan (00 lub 11), a 0 gdy są różne (01 lub 10)."

Źródła:

  • Wikipedia: "Mapa Karnaugha" — https://pl.wikipedia.org/wiki/Mapa_Karnaugha (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia: "Exclusive nor" — https://en.wikipedia.org/wiki/Exclusive_nor (dostęp: 2026-02-28)
  • All About Circuits: "The XNOR Gate" — https://www.allaboutcircuits.com/textbook/digital/chpt-3/xnor-gate/ (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podręczniki z techniki cyfrowej/algebry Boole’a omawiające mapy Karnaugh
  • Materiały dydaktyczne do ELM.6 z logiki kombinacyjnej i nazw bramek
  • Ćwiczenia: zamiana tabel prawdy na mapę Karnaugh i odwrotnie

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego