نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی همراه جواب تشریحی

سوالات پدیده های بیوالکتریکی

فرمت پی دی اف

همراه پاسخ تشریحی

دانلود فایل

تبدیل از منطق مثبت به منطق منفی و بالعکس اساساً عملیاتی است که 1 به 0 و -() ‌-() –‌‌‌‌() ً با تعداد پین های موجود در آی سی محدود می شود.
دستگاه‌های مجتمع سازی مقیاس متوسط (MSI) دارای پیچیدگی تقریباً 10 تا 1000 گیت در یک بسته هستند. آن ها معمولاً عملیات دیجیتال ابتدایی خاصی را انجام می دهند. توابع دیجیتال MSI در فصل 4 به عنوان رمزگشا، جمع کننده و مالتی پلکسر و در فصل 6 به عنوان رجیستر و شمارنده معرفی شده اند.
دستگاه‌های مجتمع سازی مقیاس بزرگ (LSI) شامل هزاران گیت در یک بسته هستند. آن ها شامل سیستم های دیجیتال مانند پردازنده-ها، تراشه های حافظه و دستگاه های منطقی قابل برنامه ریزی هستند. برخی از اجزای LSI در فصل 7 ارائه شده است.
دستگاه های مجتمع سازی در مقیاس بسیار بزرگ (VLSI) اکنون حاوی میلیون ها گیت در یک بسته هستند. به عنوان مثال می توان به آرایه های حافظه بزرگ و تراشه های میکروکامپیوتر پیچیده اشاره کرد. به دلیل اندازه کوچک و پدیده های بیوالکتریکی کم، دستگاه های VLSI انقلابی در فناوری طراحی سیستم های کامپیوتری ایجاد کرده اند و به طراح این توانایی را می دهند که سازه هایی را ایجاد کنند که قبلاً نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی آن ها غیراقتصادی بود.
خانواده های منطق دیجیتال

دانلود رایگان تست نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی با پاسخ تشریحی با جواب Pdf

مدارهای مجتمع دیجیتال نه تنها بر اساس پیچیدگی یا عملیات منطقی، بلکه بر اساس فناوری مدارهای خاصی که به آن تعلق دارند، طبقه بندی می شوند. فناوری مدار به عنوان یک خانواده منطق دیجیتال شناخته می شود. هر خانواده منطقی مدارهای الکترونیکی اصلی خود را دارد که مدارها و اجزای دیجیتال پیچیده تری بر اساس آن ایجاد می شوند. مدار اصلی در هر فناوری یک گیت NAND، NOR یا معکوس کننده است. قطعات الکترونیکی به کار رفته در ساخت مدار پایه معمولاً برای نامگذاری فناوری استفاده می شود. بسیاری از خانواده های منطقی مختلف مدارهای مجتمع دیجیتال به صورت تجاری معرفی شده اند. موارد زیر محبوب ترین هستند:
منطق ترانزیستور-ترانزیستور TTL.
منطق تزویج امیتر ECL.
نیمه هادی اکسید فلزی MOS؛
نیمه هادی اکسید فلزی مکمل CMOS.
TTL یک خانواده منطقی است که 50 سال است که مورد استفاده قرار می گیرد و استاندارد محسوب می شود. ECL در سیستم هایی که نیاز به کارکرد با سرعت بالا دارند یک مزیت دارد. MOS برای مدارهایی که به تراکم اجزای بالایی نیاز دارند مناسب است و CMOS در سیستم‌هایی که نیاز به مصرف انرژی کم دارند، مانند دوربین‌های دیجیتال، پخش‌کننده‌های رسانه شخصی و سایر دستگاه‌های قابل حمل دستی، ترجیح داده می‌شود. مصرف انرژی کم برای طراحی VLSI ضروری است. بنابراین، CMOS به خانواده منطقی غالب تبدیل شده است، در حالی که استفاده از TTL و ECL هم چنان رو به کاهش است. مهم ترین پارامترهای متمایز کننده پدیده های بیوالکتریکی های منطقی در زیر ذکر شده است. مدارهای مجتمع CMOS به طور خلاصه در ضمیمه مورد بحث قرار گرفته است.
Fan-out تعداد بارهای استانداردی را مشخص می کند که خروجی یک گیت معمولی می تواند بدون آسیب رساندن به عملکرد عادی آن را هدایت کند. یک بار استاندارد معمولاً به عنوان مقدار جریان مورد نیاز ورودی یک گیت مشابه دیگر در همان خانواده نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی می شود.
Fan-in تعداد ورودی های موجود در یک گیت است
مصرف توان، توان مصرفی گیت است که باید از منبع تغذیه در دسترس باشد.
تأخیر انتشار میانگین زمان تأخیر انتقال برای انتشار سیگنال از ورودی به خروجی است. به عنوان مثال، اگر ورودی یک معکوس کننده از 0 به 1 تغییر کند، خروجی از 1 به 0 تغییر می کند، اما پس از مدتی که با تأخیر انتشار دستگاه تعیین می-شود. سرعت عمل با تاخیر انتشار نسبت معکوس دارد.
حاشیه نویز حداکثر ولتاژ نویز خارجی اضافه شده به سیگنال ورودی است که باعث تغییر نامطلوب در خروجی مدار نمی شود.
طراحی مدارهای VLSI به کمک کامپیوتر

پدیده های بیوالکتریکی

مدارهای مجتمع با ویژگی‌های هندسی زیر میکرونی با پرتاب نوری الگوهای نور بر روی ویفرهای سیلیکونی ساخته می‌شوند. قبل از قرار گرفتن در معرض، ویفرها با یک ماده مقاوم در برابر نور پوشانده می شوند که هنگام قرار گرفتن در معرض نور سخت یا نرم می شود. الگوهای سیلیکون در معرض ورق های مقاوم به نور خارجی حذف می شوند. سپس نواحی در معرض اتم‌های ناخالص کاشته پدیده های بیوالکتریکی تا یک ماده نیمه رسانا با خواص الکتریکی ترانزیستورها و خواص منطقی گیت‌ها ایجاد شود. فرآیند طراحی یک مشخصات عملیاتی یا توصیف مدار (یعنی آنچه باید انجام دهد) را به یک مشخصات یا توصیف فیزیکی (نحوه پیاده سازی آن در سیلیکون) تبدیل می کند.
طراحی سیستم‌های دیجیتال با مدارهای VLSI حاوی میلیون‌ها ترانزیستور و گیت، یک کار عظیم و بزرگ است. توسعه و تأیید سیستم‌های با این پیچیدگی بدون کمک ابزارهای طراحی به کمک رایانه (CAD) که شامل برنامه‌های نرم‌افزاری است که از نمایش مدارهای مبتنی بر رایانه پشتیبانی می‌کند و با خودکار کردن فرآیند طراحی به توسعه سخت‌افزار دیجیتال کمک می‌کند، معمولاً غیرممکن است. اتوماسیون طراحی الکترونیکی (EDA) تمام مراحل طراحی مدارهای مجتمع را پوشش می دهد. یک جریان طراحی معمولی برای ایجاد مدارهای VLSI شامل دنباله ای از مراحل است که با ورود طراحی شروع می شود (به عنوان مثال، وارد کردن یک شماتیک) و با تولید پایگاه داده ای که حاوی ماسک نوری مورد استفاده برای ساخت IC است، به اوج می رسد. گزینه های مختلفی برای ایجاد تحقق فیزیکی مدار دیجیتال در سیلیکون وجود دارد. طراح می‌تواند بین یک مدار مجتمع با کاربرد خاص (ASIC)، یک آرایه گیت قابل برنامه ریزی میدانی (FPGA)، نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی دستگاه منطقی قابل برنامه‌ریزی (PLD) و یک IC کاملاً سفارشی انتخاب کند. با هر یک از این دستگاه ها مجموعه ای از ابزارهای CAD ارائه می شود که نرم افزار لازم را برای تسهیل ساخت واحد سخت افزاری فراهم می کند. هر یک از این فناوری‌ها دارای جایگاهی در بازار هستند که با توجه به اندازه بازار و هزینه واحد دستگاه‌هایی که برای پیاده سازی طرح مورد نیاز هستند تعیین می‌شود.
برخی از سیستم‌های CAD شامل یک برنامه ویرایش برای ایجاد و اصلاح نمودارهای شماتیک روی صفحه کامپیوتر می‌شوند. به این فرآیند، گرفتن شماتیک یا ورود شماتیک می گویند. با کمک منوها، دستورات صفحه کلید و ماوس، یک ویرایشگر شماتیک می-تواند دیاگرام مداری مدارهای دیجیتال را روی صفحه کامپیوتر ترسیم کند. اجزا را می توان از فهرستی در یک کتابخانه داخلی روی صفحه قرار داد و سپس می توان با خطوطی که سیم ها را نشان می دهد به هم متصل شوند. نرم افزار ورود شماتیک یک پایگاه داده حاوی اطلاعات تولید شده با شماتیک ایجاد و مدیریت می-کند. گیت‌های اولیه و بلوک‌های عملکردی مدل‌های مرتبطی دارند که امکان تأیید عملکرد (به عنوان مثال، رفتار منطقی) و زمان‌بندی مدار را فراهم می‌کنند. تأیید با اعمال ورودی ها به مدار و استفاده از شبیه ساز منطقی برای تعیین و نمایش خروجی-ها در قالب متن یا شکل موج انجام می شود.
یک پیشرفت مهم در طراحی سیستم های دیجیتال، استفاده از زبان توصیف پدیده های بیوالکتریکی افزار (HDL) است. چنین زبانی شبیه یک زبان برنامه نویسی کامپیوتر است، اما به طور خاص برای توصیف سخت افزار دیجیتال است. نمودارهای منطقی و سایر اطلاعات دیجیتالی را به صورت متنی برای توصیف عملکرد و ساختار یک مدار نشان می دهد. علاوه بر این، توصیف HDL از عملکرد یک مدار می‌تواند بدون ارجاع به سخت‌افزار خاص انتزاعی باشد، در نتیجه طراح را آزاد می‌کند تا به جزئیات عملکردی سطح بالاتر به جای جزئیات در سطح ترانزیستور توجه کند (مثلاً، در شرایط خاصی مدار باید یک الگوی خاص از 1 و 0 را در یک جریان بیت سریال داده تشخیص دهد.). مدل‌های مبتنی بر HDL یک مدار یا سیستم برای بررسی و تأیید عملکرد آن قبل از ساخت، شبیه‌سازی پدیده های بیوالکتریکی ، در نتیجه خطر و اتلاف ساخت مداری که به درستی کار نمی‌کند کاهش می‌یابد. همزمان با ظهور زبان‌های طراحی مبتنی بر HDL، ابزارهایی برای سنتز خودکار و بهینه منطق توصیف‌شده توسط یک مدل نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی از مدار توسعه داده شده‌اند. این دو پیشرفت در فناوری منجر به اتکای تقریباً کامل صنعت به ابزارها و روش‌های سنتز مبتنی بر HDL برای طراحی مدارهای سیستم‌های دیجیتال پیچیده شده است. دو HDL – Verilog و VHDL – به عنوان استاندارد توسط موسسه مهندسین الکترونیک و برق (IEEE) تایید شده‌اند و توسط تیم‌های طراحی در سراسر جهان در حال استفاده هستند. Verilog HDL در بخش 10.3 معرفی شده است و به دلیل اهمیت آن، چندین تمرین و مسائل طراحی بر اساس Verilog را در سراسر کتاب آورده ایم.

نقشه توابع بولی چهار متغیره دودویی (w,x,y,z) در شکل 8.3 نشان داده شده است. در شکل 8.3 (الف) 16مینترم و مربع های اختصاص داده شده به هر یک فهرست شده است. در شکل 8.3(ب)، نقشه دوباره ترسیم شده است تا رابطه بین مربع ها و چهار متغیر را نشان دهد. سطرها و ستون‌ها در یک دنباله کد گری شماره‌گذاری می‌شوند و تنها یک رقم بین دو سطر یا ستون مجاور تغییر می‌کند. مینترم مربوط به هر مربع را می توان از الحاق شماره ردیف با شماره ستون به دست آورد. به عنوان مثال، اعداد سطر سوم (11) و ستون دوم (01)، هنگامی که به هم متصل می شوند، عدد دودویی 1101، معادل دودویی عدد دهدهی 13 را به پدیده های بیوالکتریکی می دهند. بنابراین، مربع در ردیف سوم و ستون دوم نشان دهنده مینترم m13 است.
کمینه سازی نقشه توابع بولی چهار متغیره مشابه روشی است که برای کمینه سازی توابع سه متغیری استفاده می شود. مربع های مجاور به صورت مربع در کنار یکدیگر تعریف می شوند. علاوه بر این، نقشه به گونه ای در نظر گرفته می شود که روی سطحی قرار دارد که لبه های بالا و پایین، و هم چنین لبه های راست و چپ، یکدیگر را لمس کرده و مربع های مجاور را تشکیل دهند. به عنوان مثال، m0 و m2 مربع های مجاور را تشکیل می دهند، مانند m3 و m11. ترکیب مربع های مجاور که در فرآیند ساده سازی مفید است، به راحتی از بازرسی نقشه چهار متغیره مشخص می شود:
یک مربع نشان دهنده یک مینترم است که عبارتی با چهار حرف به دست می دهد.
دو مربع مجاور پدیده های بیوالکتریکی با سه حرف را نشان می دهند.
چهار مربع مجاور یک عبارت با دو حرف را نشان می دهند.
هشت مربع مجاور عبارتی را با یک حرف نشان می دهند.
16 مربع مجاور تابعی را نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی می کنند که همیشه برابر با 1 است.
هیچ ترکیب دیگری از مربع ها نمی تواند عملکرد را ساده کند. دو مثال بعدی روش مورد استفاده برای ساده کردن توابع بولی چهار متغیره را نشان می دهد.

تابع بولی زیر را ساده کنید
F (w,x,y,z) = ∑▒〖(0,1,2,4,5,6,8,9,12,13,14)〗
از آن جایی که تابع دارای چهار متغیر است، باید از نقشه چهار متغیری استفاده شود. مینترم های فهرست شده در مجموع با 1 در نقشه شکل 9.3 مشخص شده اند. هشت مربع مجاور که با 1 مشخص شده اند را می توان با هم ترکیب کرد و یک عبارت تک حرفی y’ را تشکیل داد. سه 1 باقی مانده در سمت راست را نمی توان با هم ترکیب کرد تا یک عبارت ساده شده به دست آورد. آن ها باید به عنوان دو یا چهار مربع مجاور ترکیب شوند. هر چه تعداد مربع های ترکیب شده بیش تر باشد، تعداد حرف ها در عبارت کم تر است. در این مثال، دو 1 بالا در سمت راست با دو 1 بالا در سمت چپ ترکیب می‌شوند تا عبارت نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی را به دست آورند. توجه داشته باشید که استفاده از همان مربع بیش از یک بار مجاز است. اکنون با مربعی که با 1 در سطر سوم و ستون چهارم مشخص شده است (مربع 1110) باقی مانده ایم. به جای این که این مربع را به تنهایی در نظر بگیریم (که عبارتی با چهار حرف به دست می‌دهد)، آن را با پدیده های بیوالکتریکی که قبلاً استفاده شده‌اند ترکیب می‌کنیم تا مساحت چهار مربع مجاور را تشکیل دهیم. این مربع ها دو ردیف وسط و دو ستون انتهایی را تشکیل می دهند و عبارت xz’ را می دهند. تابع ساده شده عبارت است از
F = y’ + w’z’ + xz’

دانلود رایگان تست پدیده های بیوالکتریکی pdf

مثال 6.3
تابع بولی زیر را ساده کنید
ناحیه موجود در نقشه تحت پوشش این تابع شامل مربع هایی است که در شکل 10.3 با عدد 1 مشخص شده اند. این تابع چهار متغیر دارد و همان طور که بیان شد از سه جمله با سه حرف و یک جمله با چهار حرف تشکیل شده است. هر جمله با سه نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی در نقشه با دو مربع نشان داده می شود. برای مثال، A’B’C’ در مربع‌های 0000 و 0001 نشان داده می‌شود. این تابع را پدیده های بیوالکتریکی در نقشه با گرفتن 1 ها در چهار گوشه ساده‌سازی کرد و عبارت B’D’ را به دست آورد. این امکان وجود دارد زیرا زمانی که نقشه در سطحی با لبه‌های بالا و پایین و هم چنین لبه‌های چپ و راست، با یکدیگر تلاقی پیدا می کنند، این چهار مربع مجاور یکدیگر هستند. دو عدد 1 سمت چپ در ردیف بالا با دو عدد

انتخاب های اول
در انتخاب مربع‌های مجاور در نقشه، باید اطمینان حاصل کنیم که (1) وقتی مربع‌ها را ترکیب می‌کنیم، تمام مینترم‌های تابع پوشش داده می‌شوند، (2) تعداد جملات موجود در عبارت به حداقل می‌رسد، و (3) هیچ جملات اضافی وجود ندارد (یعنی مینترم هایی که قبلاً توسط سایر جملات پوشش داده شده است). گاهی ممکن است دو یا چند عبارت وجود داشته باشد که معیارهای ساده سازی را برآورده کند. اگر معنای دو نوع خاص از جملات را درک کنیم، روش ترکیب مربع ها در نقشه ممکن است سیستماتیک تر شود. یک انتخاب اول یک جمله حاصلضرب است که از ترکیب حداکثر تعداد ممکن مربع های مجاور در نقشه به دست می آید. اگر یک مینترم در یک مربع تنها با یک انتخال اول پوشانده شود، آن انتخاب اول ضروری است.
انتخاب های اولیه یک تابع را می توان با ترکیب تمام حداکثر تعداد مربع ممکن از نقشه به دست آورد. این بدان معنی است که یک 1 منفرد روی نقشه اگر مجاور هیچ 1 دیگری نباشد، یک انتخاب اول را نشان می دهد. دو عدد 1 مجاور یک پدیده های بیوالکتریکی اول را تشکیل می دهند، جزوه ماشین های الکتریکی ۳ بر این که در یک گروه چهار مربعی مجاور نباشند. چهار عدد 1 مجاور، اگر در گروهی از هشت مربع مجاور نباشند، یک نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی اول را تشکیل می دهند و غیره. انتخاب های اولیه ضروری با نگاه کردن به هر مربع مشخص شده با 1 و بررسی تعداد انتخاب های اول که آن را می پوشانند، پیدا می شوند. انتخاب اول در صورتی ضروری است که تنها انتخاب اول باشد که مینترم را پوشش می دهد.
تابع بولی چهار متغیری زیر را در نظر بگیرید:
F(A,B,C,D) = ∑▒〖(0,2,3,5,7,8,9,10,11,13,15)〗
مینترم های تابع با عدد 1 در نقشه های شکل 11.3 مشخص شده اند. نقشه جزئی (شکل 11.3(الف)) دو انتخاب اول ضروری را نشان می-دهد که هر کدام از جمع کردن چهار سلول در جمله ای با تنها دو حرف تشکیل شده اند. یک جمله ضروری است زیرا تنها یک راه برای گنجاندن مینترم m_0 در چهار مربع مجاور وجود دارد. این چهار مربع جمله BD را تعریف می کنند. به طور مشابه، تنها یک راه وجود دارد که می‌توان m_5 را با چهار مربع مجاور ترکیب کرد و این عبارت دوم BD را به دست می‌دهد. دو انتخاب اولیه ضروری هشت مینترم را پوشش می دهند. سه مینترم که از نقشه جزئی حذف شدند (m_3، m_9 و m_11) باید در مرحله بعد در نظر گرفته شوند.

شکل 11.3 (ب) تمام راه های ممکن را نشان می دهد که سه پدیده های بیوالکتریکی را می توان با انتخاب های اولیه پوشش داد. مینترم m_3 را می-توان با انتخاب اولیه CD یا انتخاب اولیه B’C پوشش داد. مینترم m_9 را می توان با AD یا AB’ پوشش داد. مینترم m_11 با هر یک از چهار انتخاب اول پوشش داده شده است. عبارت ساده شده از مجموع منطقی دو انتخاب اول ضروری و هر دو انتخاب اول که مینترم های m_3، m_9 و m_11 را پوشش می دهند، به دست می آید. چهار راه ممکن وجود دارد که تابع را می توان با چهار جمله حاصل دو حرفی بیان کرد:
مثال قبلی نشان داده است که انتخاب اول در نقشه به تعیین گزینه های موجود برای به دست آوردن یک عبارت ساده شده کمک می کند.
رویه یافتن عبارت ساده شده از نقشه مستلزم آن است که ابتدا همه مفاهیم اولیه ضروری را تعیین کنیم. عبارت ساده شده از مجموع منطقی همه انتخاب های اول ضروری، به علاوه دیگر انتخاب-های اولی که ممکن است برای پوشش دادن هر نمونه سوالات پدیده های بیوالکتریکی باقیمانده-ای که توسط انتخاب های اول ضروری پوشش داده نمی شود، به دست می آید. گاهی اوقات، ممکن است بیش از یک راه برای ترکیب مربع ها وجود داشته باشد، و هر ترکیب ممکن است یک عبارت ساده شده به همان اندازه ایجاد -‌‌‌-‌‌‌‌(‘) ‌’ (). ‌‌‌‌‌