KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 4

PYTANIE NR 26.
Rozważ następujący układ logiczny składający się z dwóch bramek NOT i jednej bramki AND:
  A ───┬─[NOT]─┐
       │       ├─[AND]─ Y
  B ───┴─[NOT]─┘
Które z poniższych wyrażeń logicznych poprawnie opisuje ten układ?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Na schemacie sygnały A i B są najpierw zanegowane przez dwie bramki NOT (powstają ¬A oraz ¬B), a następnie podane na bramkę AND. Wyjście Y jest więc koniunkcją zanegowanych wejść: Y = ¬A ∧ ¬B. Pozostałe odpowiedzi opisują inne układy (negacja iloczynu, OR lub negacja OR).

Pełne wyjaśnienie:

Układ składa się z dwóch inwerterów (bramek NOT) oraz jednej bramki AND. Odczyt funkcji logicznej wykonuje się "od lewej do prawej", zgodnie z przepływem sygnału.

Krok 1 – inwersja wejść
Wejście A przechodzi przez NOT, więc na wejściu bramki AND pojawia się ¬A (czyli NOT(A)). Analogicznie wejście B po bramce NOT daje ¬B (NOT(B)).

Krok 2 – koniunkcja
Bramka AND na wyjściu przyjmuje wartość 1 tylko wtedy, gdy oba jej wejścia mają 1. Skoro na wejściach AND są ¬A i ¬B, to wyjście wynosi:

Y = ¬A ∧ ¬B (czyli Y = NOT(A) AND NOT(B)).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • Y = NOT(A AND B) opisuje układ NAND (negacja iloczynu). Taki efekt uzyskano by, gdyby była bramka AND, a dopiero na jej wyjściu była negacja. W tym zadaniu negacje są przed AND, więc to inna funkcja.
  • Y = A OR B to alternatywa (OR). W schemacie nie ma bramki OR, a AND z negacjami daje zupełnie inne warunki stanu wysokiego.
  • Y = NOT(A OR B) to NOR (negacja sumy). Taki układ to bramka OR z negacją na wyjściu (albo równoważnie AND z negacjami na wejściach, ale z zamianą operatora zgodnie z prawami de Morgana). Tu operator pozostaje AND po negacjach, więc wynik to ¬A ∧ ¬B, a nie ¬(A ∨ B).

Wskazówka egzaminacyjna: zapisz po kolei sygnały na węzłach (po każdej bramce), a dopiero potem zbuduj całe wyrażenie. To minimalizuje ryzyko pominięcia negacji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Bramka NOT (inwerter) odwraca stan logiczny sygnału: z 0 robi 1, a z 1 robi 0. W zapisie algebry Boole'a stosuje się np. ¬A lub NOT(A). Jest to najprostsza operacja logiczna, często używana do uzyskania sygnału "aktywny w stanie niskim".
Bramka AND daje na wyjściu 1 tylko wtedy, gdy wszystkie jej wejścia mają 1. Dla dwóch wejść oznacza to: Y=1 wyłącznie dla A=1 i B=1. W praktyce AND realizuje warunek "A i B jednocześnie", np. do blokad i zezwoleń w sterowaniu.
Idź od wejść do wyjścia: po każdej bramce zapisz, jak zmienia się sygnał. Jeśli sygnał przechodzi przez NOT, zapisujesz ¬A. Jeśli dwa sygnały trafiają do AND, zapisujesz ich iloczyn logiczny ¬A ∧ ¬B. Taka metoda zapobiega pomijaniu negacji.
Bo oba wejścia A i B są najpierw odwrócone przez inwertery, więc do bramki AND trafiają sygnały ¬A oraz ¬B. Bramka AND wykonuje koniunkcję wejść, więc wynik to ¬A ∧ ¬B. Negacje są na wejściach, a nie na wyjściu, co ma kluczowe znaczenie.
Prawa de Morgana mówią m.in., że ¬(A ∧ B)=¬A ∨ ¬B oraz ¬(A ∨ B)=¬A ∧ ¬B. Służą do przekształcania funkcji logicznych i zamiany AND↔OR przy jednoczesnym "przeniesieniu" negacji. To przydatne przy upraszczaniu układów i doborze bramek.
Tak, te dwie postacie są równoważne logicznie: ¬A ∧ ¬B = ¬(A ∨ B) (to jedno z praw de Morgana). Jednak na schemacie może być to zrealizowane różnymi bramkami: albo OR z negacją na wyjściu (NOR), albo AND z negacjami na wejściach.
To różne funkcje. ¬(A ∧ B) jest negacją iloczynu (NAND) i jest równe ¬A ∨ ¬B. Natomiast ¬A ∧ ¬B oznacza, że oba wejścia muszą być równe 0, aby wynik był 1. Różnica wynika z miejsca, w którym występuje negacja.
Najczęstsze błędy to: pominięcie jednej negacji, mylenie AND z OR, oraz błędne zastosowanie praw de Morgana (zamiana operatora bez właściwego przeniesienia negacji). Pomaga rysowanie krótkiej tabeli prawdy i sprawdzenie choćby 2–3 kombinacji wejść.
Wypisz wszystkie kombinacje A,B: 00, 01, 10, 11. Następnie policz sygnały pośrednie: ¬A i ¬B, a na końcu AND z tych wartości. Dla Y=¬A ∧ ¬B wyjdzie 1 tylko dla A=0 i B=0, a dla pozostałych kombinacji 0.
Funkcja ¬A ∧ ¬B daje "zezwolenie", gdy oba sygnały są w stanie niskim, np. gdy dwa czujniki nie zgłaszają alarmu albo dwa warunki blokady są nieaktywne. Spotyka się ją w logice sterującej, układach zabezpieczeń oraz w bramkowaniu sygnałów w systemach cyfrowych.
info

Statystycznie 59% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że na schemacie sygnały A i B są najpierw zanegowane przez dwie bramki NOT (powstają ¬A oraz ¬B), a następnie podane na bramkę AND.

Źródła:

  • Wikipedia: NOT gate — https://en.wikipedia.org/wiki/NOT_gate (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: AND gate — https://en.wikipedia.org/wiki/AND_gate (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia: De Morgan's laws — https://en.wikipedia.org/wiki/De_Morgan%27s_laws (dostęp: 2026-02-18)

Materiały:

  • Podstawy techniki cyfrowej: bramki logiczne i algebra Boole'a (rozdziały w podręcznikach szkolnych/technicznych)
  • Ćwiczenia: wyznaczanie tabel prawdy dla prostych układów z 2 wejściami
  • Notatki o prawach de Morgana i ich zastosowaniach w upraszczaniu funkcji

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego