KWALIFIKACJA ELM5 - TEST WIEDZY NR 2

PYTANIE NR 20.
Rozważ następujący układ logiczny złożony z trzech bramek AND i jednej bramki OR:
  A ───┬─[AND]─┐
       │       ├─[OR]─ Y
  B ───┴─[AND]─┘
       │
  C ───┴─[AND]
Które z poniższych wyrażeń logicznych poprawnie opisuje ten układ?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Układ tworzy dwie gałęzie z bramek AND: pierwsza daje (A AND B), druga daje (B AND C). Następnie bramka OR sumuje te dwa wyniki, więc na wyjściu otrzymujemy Y=(A AND B) OR (B AND C). Pozostałe odpowiedzi zmieniają topologię (np. pomijają AND lub błędnie grupują działania).

Pełne wyjaśnienie:

W analizie układów kombinacyjnych kluczowe jest śledzenie przepływu sygnałów od wejść do wyjścia zgodnie z połączeniami oraz zamiana każdej bramki na odpowiadające jej działanie w algebrze Boole’a.

1) Działanie bramek
• AND zwraca 1 tylko wtedy, gdy wszystkie jej wejścia są równe 1.
• OR zwraca 1, gdy co najmniej jedno jej wejście jest równe 1.

2) Odczyt gałęzi AND
Z rysunku wynikają dwie istotne bramki AND, których wyjścia są doprowadzone do bramki OR:
• AND z wejściami A i B daje iloczyn: (A AND B).
• AND z wejściami B i C daje iloczyn: (B AND C).

3) Suma w bramce OR
Wejścia bramki OR są wyjściami tych dwóch bramek AND, więc OR realizuje sumę logiczną wyników gałęzi. Otrzymujemy funkcję:

Y = (A AND B) OR (B AND C)

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Y = (A AND B) OR C — ta postać zakłada, że sygnał C trafia bezpośrednio na OR, z pominięciem bramki AND z B. To zmienia funkcję: wyjście byłoby 1 zawsze, gdy C=1, nawet jeśli B=0, czego nie daje gałąź (B AND C).
  • Y = A AND (B OR C) — to inna topologia: najpierw OR z B i C, potem AND z A. W badanym układzie A nie jest wspólnym czynnikiem dla obu gałęzi OR, więc taki zapis nie odpowiada połączeniom.
  • Y = (A AND C) OR (B AND C) — pierwszy składnik używa pary A i C, której nie tworzy wskazana gałąź AND. Układ łączy A z B oraz B z C, a nie A z C.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw nazwij sygnały na wyjściach każdej bramki po kolei (np. X1=A AND B, X2=B AND C), a dopiero potem zapisz wyjście końcowe (Y=X1 OR X2). To ogranicza ryzyko błędu nawiasów i "zgadywania" funkcji.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Bramka AND realizuje iloczyn logiczny. Na wyjściu daje 1 tylko wtedy, gdy wszystkie jej wejścia mają stan 1. Jeśli choć jedno wejście ma 0, wyjście będzie 0. To odpowiada sytuacji "warunek A i warunek B muszą być spełnione jednocześnie".
Bramka OR realizuje sumę logiczną. Daje na wyjściu 1, gdy przynajmniej jedno z jej wejść ma stan 1. Dla wielu wejść zasada jest ta sama: jeśli pojawi się choć jedna "jedynka" na wejściach, wyjście przechodzi w 1.
Najlepsza metoda to zapis etapami: (1) nazwij sygnały pośrednie na wyjściu każdej bramki AND/OR, (2) zapisz ich postać (np. X1=A AND B), (3) na końcu zapisz Y jako funkcję tych sygnałów (np. Y=X1 OR X2). Minimalizuje to pomyłki.
Nawiasy pokazują, które sygnały są łączone najpierw. W praktyce odpowiadają temu, jak są połączone bramki. Bez nawiasów łatwo nieświadomie zmienić topologię układu (np. zrobić OR przed AND). W zadaniach z kilkoma bramkami to najczęstsza przyczyna błędnej odpowiedzi.
Można użyć tablicy prawdy: wypisz 8 kombinacji A,B,C (od 000 do 111) i oblicz kolejno wyjścia gałęzi (np. A AND B oraz B AND C), a potem ich OR. Jeśli wyniki zgadzają się z funkcją z odpowiedzi, masz potwierdzenie poprawności bez "zgadywania" po rysunku.
Tak. Standardowo AND ma wyższy priorytet niż OR, więc A AND B OR C jest zwykle rozumiane jako (A AND B) OR C. Mimo to na egzaminie warto stosować nawiasy, bo zapis ma jednoznacznie odzwierciedlać połączenia bramek, a nie pozostawiać pola do interpretacji.
Wyrażenie A AND (B OR C) oznacza układ, w którym najpierw łączy się B i C bramką OR, a dopiero potem wynik jest "AND-owany" z A. Gdy w schemacie widać dwie gałęzie AND, a ich wyjścia są dopiero sumowane OR, to odpowiada to postaci (A AND B) OR (B AND C), a nie odwrotnie.
Najczęściej: (1) mylenie węzłów połączeń (kropki/brak kropek) i zakładanie połączenia "bo linie się mijają", (2) dopisywanie nieistniejących połączeń, bo rysunek "wygląda symetrycznie", (3) ignorowanie tego, że OR sumuje tylko sygnały faktycznie podane na jego wejścia.
Taka funkcja pojawia się w prostych układach warunkowego zezwolenia, gdzie sygnał B jest warunkiem wspólnym dla dwóch sytuacji: (A i B) lub (B i C). W praktyce może to odpowiadać np. logice blokady/zezwolenia w sterowaniu: "B musi być aktywne oraz dodatkowo A albo C".
Ćwicz trzy umiejętności: (1) rozpoznawanie funkcji bramek AND/OR i ich symboli, (2) przepisywanie schematu na równanie etapami (sygnały pośrednie), (3) szybkie sprawdzanie tablicą prawdy dla 2–3 wejść. To zwykle wystarcza do pewnego rozwiązania zadań egzaminacyjnych.
info

Około 55% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że układ tworzy dwie gałęzie z bramek AND: pierwsza daje (A AND B), druga daje (B AND C).

Źródła:

  • M. Morris Mano, "Digital Design" (rozdziały o bramkach logicznych i algebrze Boole’a) — źródło książkowe, wydania różne
  • Thomas L. Floyd, "Digital Fundamentals" (sekcje: logic gates, Boolean algebra) — źródło książkowe, wydania różne
  • David Money Harris, Sarah L. Harris, "Digital Design and Computer Architecture" (podstawy logiki kombinacyjnej) — źródło książkowe, wydania różne

Materiały:

  • Podręczniki do techniki cyfrowej omawiające bramki logiczne i algebrę Boole’a
  • Ćwiczenia z wyprowadzania funkcji z diagramów bramek oraz rysowania schematów z równań
  • Symulatory układów logicznych (np. Logisim) do sprawdzania tablic prawdy

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego