KWALIFIKACJA ELM6 - CZERWIEC 2017 (test 2)

PYTANIE NR 22.
Układ kombinacyjny określony za pomocą przedstawionej tabeli stanów opisuje funkcja
Ilustracja przedstawia tabelę stanów oraz cztery wyrażenia logiczne, które są częścią pytania egzaminacyjnego z kwalifikacji
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wyrażenie a̅bc + ab̅c + abc̅ + abc jest sumą mintermów dla tych kombinacji wejść (a,b,c), w których wyjście układu przyjmuje wartość 1. Każdy składnik odpowiada jednemu wierszowi tabeli: "0" oznacza negację zmiennej, a "1" zmienną wprost. Zapis obejmuje dokładnie przypadki z co najmniej dwiema jedynkami.

Pełne wyjaśnienie:

W układach kombinacyjnych tabela stanów (tabela prawdy) opisuje zależność wyjścia y od kombinacji wejść (np. a, b, c). Aby zapisać funkcję w postaci sumy iloczynów (SOP), wykonuje się standardową procedurę:

  • Wybiera się wszystkie wiersze tabeli, dla których y = 1.
  • Dla każdego takiego wiersza buduje się minterm: zmienna występuje bez negacji, gdy w wierszu ma wartość 1, a z negacją (kreską) gdy ma wartość 0.
  • Otrzymane mintermy sumuje się (OR), tworząc pełny zapis funkcji.

Odpowiedź a̅bc + ab̅c + abc̅ + abc oznacza, że wyjście jest równe 1 dla czterech kombinacji wejść: 011, 101, 110 oraz 111 (w kolejności a,b,c). Są to dokładnie te przypadki, w których spośród trzech wejść co najmniej dwa mają stan wysoki.

To pozwala także rozpoznać sens funkcji: jest to tzw. funkcja "większościowa" dla trzech sygnałów. Taka funkcja może zostać uproszczona do postaci:

ab + ac + bc

bo iloczyny ab, ac i bc obejmują wszystkie stany, w których występuje para jedynek (a=1 i b=1 lub a=1 i c=1 lub b=1 i c=1), a stan 111 jest wtedy spełniony automatycznie.

Dlaczego pozostałe typowe odpowiedzi są błędne w tego rodzaju zadaniu? Najczęściej błędne propozycje:

  • nie zawierają wszystkich mintermów z tabeli (pomijają jeden z przypadków y=1), przez co funkcja nie zgadza się dla co najmniej jednej kombinacji wejść,
  • zawierają dodatkowy minterm, czyli dają y=1 także tam, gdzie tabela ma y=0,
  • mają błędnie zanegowaną zmienną w którymś składniku (np. użyto b zamiast b̅), co odpowiada "przesunięciu" jedynki na inny wiersz tabeli.

Wskazówka egzaminacyjna: najszybsza kontrola poprawności wyrażenia SOP to sprawdzenie, czy liczba składników równa się liczbie jedynek w tabeli oraz czy każdy składnik odpowiada dokładnie jednej konkretnej kombinacji wejść.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Minterm to iloczyn (AND) wszystkich zmiennych wejściowych wprost lub zanegowanych tak, aby był równy 1 dokładnie dla jednej kombinacji wejść. Np. a̅bc jest spełnione tylko dla a=0, b=1, c=1. Suma mintermów opisuje funkcję w postaci SOP.
Wybierz wiersze z wyjściem 1. Dla każdego wiersza zapisz iloczyn: gdy w kolumnie jest 1, wpisz zmienną (np. a), a gdy 0, wpisz negację (np. a̅). Na końcu zsumuj (OR) wszystkie takie iloczyny. To daje kanoniczną postać SOP.
Minterm ma być prawdziwy tylko dla jednej kombinacji. Jeśli w danym wierszu a=0, to warunek "a ma być 0" zapisuje się jako a̅ (NOT a). Gdybyś wpisał samo a, minterm byłby spełniony dla a=1, czyli dla innej kombinacji niż w tabeli.
Zapis a̅bc oznacza warunek logiczny: a=0 oraz b=1 oraz c=1. W praktyce odpowiada to sytuacji, gdy sygnał a jest nieaktywny, a b i c aktywne. Taki składnik jest jednym z "wykrywaczy" konkretnego stanu wejść w logice kombinacyjnej.
Funkcja większościowa (majority) jest równa 1, gdy co najmniej dwa z trzech wejść są równe 1. W tabeli prawdy oznacza to jedynki dla 011, 101, 110 i 111. Typowy uproszczony zapis to ab + ac + bc, bo każda para jedynek spełnia funkcję.
Tak, często da się to zrobić algebrą Boole’a (grupowanie składników, wyłączanie wspólnych czynników). Jednak na egzaminie mapy Karnaugha są szybsze i mniej podatne na błędy rachunkowe. Bez mapy warto zawsze potwierdzić wynik, sprawdzając kilka kombinacji z tabeli.
Najczęstsze są: pominięcie jednego wiersza z wyjściem 1, zamiana 0 i 1 przy negacji (np. wpisanie a zamiast a̅), oraz dopisanie mintermu dla wiersza, gdzie wyjście jest 0. Pomaga systematyka: zaznacz jedynki, potem twórz mintermy jeden po drugim.
Gdy wyjście zależy wyłącznie od bieżących wejść, bez pamięci stanu. Przykłady: blokady bezpieczeństwa, warunki startu napędu, logika sygnalizacji, selekcja czujników, proste decyzje "jeśli/ORAZ". Wtedy tabelę prawdy można przełożyć na bramki lub na logikę w sterowniku.
Podstaw kilka kluczowych kombinacji wejść, zwłaszcza te graniczne: wszystkie zera, pojedyncza jedynka, dwie jedynki i trzy jedynki. Dla SOP każdy minterm powinien "zapalać" wyjście dla jednej kombinacji. Jeśli wyrażenie daje 1 tam, gdzie tabela ma 0, to zawiera za dużo składników.
Jeżeli z tabeli wynika, że y=1 dla 011, 101, 110 i 111, to jest to "co najmniej dwie jedynki". Uproszczenie prowadzi do ab + ac + bc. Taka postać jest wygodna do realizacji bramkami, bo zwykle wymaga mniej elementów niż suma czterech mintermów.
info

Około 32% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Eksperci podkreślają: "Wyrażenie a̅bc + ab̅c + abc̅ + abc jest sumą mintermów dla tych kombinacji wejść (a,b,c), w których wyjście układu przyjmuje wartość 1."

Źródła:

  • M. Morris Mano, Michael D. Ciletti, "Digital Design", 5th Edition, rozdziały: Boolean Algebra oraz Canonical and Standard Forms
  • Ronald J. Tocci, Neal S. Widmer, Gregory L. Moss, "Digital Systems: Principles and Applications", rozdział o funkcjach boolowskich i tabelach prawdy (Truth Tables, Sum-of-Products)

Materiały:

  • Podręczniki z podstaw techniki cyfrowej (algebra Boole’a, tabele prawdy, SOP/POS)
  • Ćwiczenia z map Karnaugha dla 3 zmiennych
  • Zadania treningowe: zamiana tabela prawdy ↔ zapis SOP ↔ realizacja bramkami

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego