- •Глава 1. Логические основы компьютера………………..................5
- •Глава 2. Элементы теории переключательных функций..………….18
- •Глава 1. Логические основы компьютера.
- •Этапы развития математической логики.
- •1.2. Вклад Дж. Буля в развитие математической логики.
- •1.3. Основные понятия алгебры логики.
- •1.4. Основные законы и тождества алгебры логики.
- •Глава 2. Элементы теории переключательных функций.
- •2.1. Переключательные функции одного аргумента.
- •2.2. Переключательные функции двух аргументов.
- •2.3. Представление переключательной функции в виде многочленов.
- •2.4. Представление переключательной функции в виде полинома Жегалкина.
1.3. Основные понятия алгебры логики.
При проектировании ЭВМ значительное внимание уделяют выбору операционных блоков для реализации заданных логических и арифметических операций. Преобразование информации в ЭВМ производится электронными логическими схемами двух типов: комбинационными схемами и цифровыми автоматами. Комбинационные схемы – устройства, выходной сигнал которых зависят только от комбинации входных сигналов. В них отсутствуют элементы памяти, и они не способны сохранять выходное значение. Цифровые автоматы – в отличие от комбинационных схем в них результат преобразования информации зависит не только от входных значений, но и от внутреннего состояния. Для сохранения внутреннего состояния в них содержатся элементы памяти. Работа цифровых устройств лучше всего математически описывается алгеброй логики или булевой алгеброй. В алгебре логики операции выполняются над логическими высказываниями. Под высказыванием понимают любое утверждение, в отношении которого имеет место утверждать, истинно оно или ложно. Высказывания могут быть простые и сложные. Простые высказывания называют переменными и обозначают большими буквами (A, B, C). Сложные высказывания называют функциями и обозначают строчными буквами (f ,k). Логические переменные и функции могут иметь только два значения 0 – ложное, 1 – истинное. В ЭВМ для представления логических переменных используют двухпозиционные электронные элементы. Построение логических схем в ЭВМ осуществляется на основе переключательной функции, записанной в аналитической форме. Наиболее наглядной формой задания переключательной функции является таблица истинности, отражающая значения функции при всевозможных комбинациях значений переменных. Булевая алгебра базируется на основе трех логических функций (рис.1):
Операция НЕ (логическое отрицание, инверсия). Отрицанием высказывания А называется операция, результат которой равен 1 когда переменная равна 0 и равен 0 когда переменная равна 1. Применяются обозначения (ˉ, ¬, ˥). Элемент, реализующий операцию, называется инвертором.
Операция И (логическое умножение, конъюнкция). Это логическая операция над двумя и более переменными, результат которой равен единице только тогда, когда все значения переменных равны единице. Применяются обозначения (&, *,˄). Элемент, реализующий операцию, называется конъюнктором.
Операция ИЛИ (логическое умножение, дизъюнкция). Это логическая операция над двумя и более переменными, результат которой равен единице, если значение хотя бы одной из переменных равно единице. Применяются обозначения (+, ˅). Элемент, реализующий операцию, называется дизъюнктором.
1.4. Основные законы и тождества алгебры логики.
Алгебра логики построена на следующих законах и тождествах. Законы алгебры логики:
Тождества алгебры логики:
Следствия из законов и тождеств:
Основные теоремы (эквивалентные соотношения) переключательных функций
Аксиомы конъюнкции и дизъюнкции