
- •1. Язык логики высказываний. Простые высказывания, сложные высказывания, логические связки. Роль связок в естественном языке.
- •2. Синтаксис языка логики высказываний: алфавит и правила построения формул. Семантика языка логики высказываний, интерпретация формул.
- •3. Свойства формул: общезначимость, выполнимость, противоречивость, опровержимость.
- •4. Основные схемы логически правильных рассуждений.
- •5. Основные тавтологии, выражающие свойства логических операций.
- •6. Основные правила получения тавтологий.
- •7. Логическая равносильность формул. Алгоритм проверки логической равносильности формул. Свойства отношения равносильности на множестве формул. Равносильные преобразования.
- •8. Логическое следование формул. Логические следствия и посылки. Алгоритм проверки формул на логическое следование. Признаки логического следствия. Два свойства логического следования.
- •9. Следование и равносильность формул.
- •10. Нахождение следствия для данных посылок.
- •11. Нахождение посылок для данного следствия.
- •12. Алгебра логики. Функции алгебры логики. K-значные логики.
- •13. Способы задания функций алгебры логики. Единичные и нулевые наборы функций алгебры логики. Фиктивные (несущественные) переменные.
- •14. Бинарные функции алгебры логики.
- •15. Суперпозиции и формулы. Глубина формулы. Способы записи формул.
- •16. Эквивалентные формулы. Способы установления эквивалентности формул.
- •17. Полнота и замкнутость системы функций. Функционально полные базисы. Классы Поста. Теорема Поста о полноте системы булевых функций.
- •18. Булева алгебра логических операций. Основные эквивалентные соотношения (законы) в булевой алгебре.
- •19. Разложение функций по переменным. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма.
- •20. Днф, сднф, кнф, скнф. Процедуры приведения к днф и кнф.
- •2 1. Двойственность.
- •22. Алгебра Вебба, алгебра Шеффера, импликативная алгебра, коимпликативная алгебра, алгебра Жегалкина.
- •23. Полиномы Жегалкина. Процедуры приведения к пнф.
- •24. Конечно-значные логики: алгебра Вебба, алгебра Поста, алгебра Россера–Тьюкетта.
- •25. Исчисление высказываний как формальная система, множественность аксиоматизаций. Проблема выводимости. Прямой вывод.
- •26. Теорема дедукции. Связь выводимости и истинности формул в логике высказываний. Выполнимые и общезначимые формулы.
- •27. Понятие логического следования, принцип дедукции. Правило резолюций, метод резолюций. Стратегии метода резолюций.
- •29. Алгоритм построения резолюций для множества фраз Хорна.
- •30. Свойства формализованного счисления высказываний.
- •31. Предикат. Предикаты и отношения. Предикаты и функции. Предикаты и высказывания.
- •32. Синтаксис языка логики предикатов: алфавит, термы, атомы, правила построения формул.
- •33. Кванторные операции. Свободные и связанные вхождения переменных. Логический квадрат.
- •34. Численные кванторы. Ограниченные кванторы.
- •35. Множество истинности предикатов. Равносильность и следование предикатов.
- •37. Приведенная нормальная форма. Процедура получения приведенной нормальной формы.
- •38. Предваренная нормальная форма. Процедура получения предваренной нормальной формы.
- •39. Проблема разрешимости для общезначимости и выполнимости формул логики предикатов. Теорема Черча. Частные случаи.
- •40. Методы доказательства в логике предикатов.
- •41. Исчисление предикатов как формальная система. Формальный вывод в исчислении предикатов. Правило переименования свободных переменных. Правило переименования связанных переменных.
- •42. Выводимость и истинность в логике предикатов. Эквивалентные преобразования.
- •43. Предваренная, сколемовская и клаузальная формы. Алгоритм получения клаузальной формы.
- •45. Принцип логического программирования.
- •46. Применение логики предикатов в логико-математической практике.
- •47. Классификация высказываний по Аристотелю.
- •48. Методы рассуждений. Аристотелева силлогистика. Теоретико-множественная интерпретация аристотелевой силлогистики
- •49. Принцип полной дизъюнкции в предикатной форме
- •50. Метод (полной) математической индукции.
- •51. Необходимые и достаточные условия
- •52. Понятия формальной системы и формального вывода. Аксиоматическая (формальная) теория и принципы ее построения.
- •53. Вывод и выводимость в формальной теории. Разрешимые и неразрешимые формулы. Доказательство и доказуемость. Теорема формальной теории.
- •54. Основные свойства формальных систем: непротиворечивость, полнота, разрешимость. Полнота и непротиворечивость исчисления высказываний. Полнота и непротиворечивость исчисления предикатов.
- •55. Прикладные исчисления предикатов. Формальная арифметика. Теорема Генцена о непротиворечивости формальной арифметики.
- •56. Теоремы о неполноте формальных систем, смысл и значение теорем Геделя для практической информатики.
- •57. Неклассические логики.
- •58. Интуиционистская логика.
- •59. Нечеткая логика.
- •60. Модальные логики. Типы модальностей.
- •61. Временные логики. Приложение временных логик к программированию.
- •62. Алгоритмические логики. Принципы построения алгоритмической логики. Алгоритмическая логика Хоара.
- •63. Многозначные логики. Трёхзначная логика я.Лукасевича. M-значная логика э.Поста.
- •64. Предпосылки возникновения теории алгоритмов. Основные требования к алгоритмам. Подходы к уточнению понятия «алгоритм». Три основных типа универсальных алгоритмических моделей.
- •65. Машина Тьюринга. Конфигурация машины Тьюринга. Функция, правильно вычислимая по Тьюрингу. Эквивалентные машины Тьюринга. Композиция машин Тьюринга.
- •66. Вычисление предикатов на машине Тьюринга.
- •67. Универсальная машина Тьюринга. План построения универсальной машины Тьюринга.
- •68. Тезис Тьюринга.
- •69. Проблема остановки как пример алгоритмически неразрешимых проблем.
- •70. Машина Поста.
- •71. Рекурсивные функции. Примитивно-рекурсивные функции. Примитивно-рекурсивные операторы. Частично-рекурсивные функции. Тезис Черча.
- •72. Нормальные алгорифмы Маркова. Нормально вычислимые функции и принцип нормализации Маркова.
- •73. Вычислимость и разрешимость. Нумерация алгоритмов. Алгоритмически разрешимые и неразрешимые задачи. Проблема остановки, проблема самоприменимости, проблема пустой ленты.
- •74. Требование результативности и теория алгоритмов.
- •75. Разрешимые и перечислимые множества. Связь между разрешимостью и перечислимостью множеств. Теорема Райса.
- •76. Сложность алгоритмов. Меры сложности алгоритмов. Сложность задачи. Массовые и индивидуальные задачи.
- •77. Асимптотическая сложность, порядок сложности. Сложность в среднем и в худшем случае.
- •78. Трудоемкость алгоритмов. Классификация алгоритмов по виду функции трудоёмкости
- •79. Методики перехода к временным оценкам трудоёмкости алгоритмов. Пооперационный анализ. Метод Гиббсона. Метод прямого определения среднего времени.
- •1) Пооперационный анализ
- •2) Метод Гиббсона
- •3) Метод прямого определения среднего времени
- •80. Сложность и кодирование. Сложность и архитектура машины.
- •81. Полиномиальный алгоритм. Легко- и трудноразрешимые задачи, классы задач p и np.
- •82. Полиномиальная сводимость и np-полнота. Np-полные задачи. Примеры np-полных задач. Теорема Кука. Примеры практически значимых np-полных задач.
1, 2
1. Язык логики высказываний. Простые высказывания, сложные высказывания, логические связки. Роль связок в естественном языке.
Логика (формальная, математическая) — наука о законах мышления и его формах, ходе рассуждений и умозаключений.
Современная логика состоит из 2 разделов: логика высказываний и логика предикатов.
Для построения логики существует 2 основных подхода (языка): алгебра логики и логические исчисления.
Логика высказываний (ЛВ, логика суждений, пропозициональная логика) — логическая система, анализирующая процессы рассуждения, опираясь на истинностные характеристики логических связок и абстрагируясь от смысла.
Язык логики высказываний (ЯЛВ) — множество слов в алфавите ЛВ. Выражения, записанные на ЯЛВ, называются формулами.
Логическое высказывание — повествовательное предложение, истинность или ложность которого можно однозначно определить.
Простое высказывание (элементарное) — не включающее других высказываний (и не содержащее логических связок). Составное высказывание — образованное из других высказываний с помощью логических связок.
Логическая связка — логическая операция над высказыванием, служит для составления сложных высказываний.
2. Синтаксис языка логики высказываний: алфавит и правила построения формул. Семантика языка логики высказываний, интерпретация формул.
Синтаксис — раздел семиотики, изуч. структуру языка: способы образования, преобразования, связи м/ду знаками.
Синтаксис языка логики высказываний включает: алфавит, правила построения формул, интерпретацию.
Пропозициональная переменная (ПП) — переменная для обозначения высказываний, ее область значений состоит из 2 истинностных значений: 0 (ложь, false) и 1 (истина, true).
Алфавит логики высказываний включает:
1)
Пропозициональные переменные (символы
для высказываний)
,
,
,
… и слова, составленные из них.
2) Символы логических связок:
,
, «НЕ», «НЕВЕРНО, ЧТО...» — отрицание.
,
, «И», «AND» — конъюнкция.
, «ИЛИ», «OR» — дизъюнкция.
, «ЕСЛИ…, ТО…» — импликация.
, «ТОГДА И ТОЛЬКО ТОГДА» — эквивалентность.
,
, «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ», «XOR» — сложение по модулю 2 (бинарное сложение).
3) Технические знаки () — скобки.
Правила построения формул (ППФ, допустимые в логике высказываний выражения):
Всякая пропозициональная переменная ( , , , …) является ППФ.
Если и — ППФ, то выражения c ними (
,
, ,
,
,
) также являются ППФ.
Все другие выражения, помимо предусмотренных п. 1 и 2, не являются ППФ языка логики высказываний.
Семантика языка логики высказываний. Запись выражений естественного языка с помощью логической символики не имела бы смысла, если бы ЯЛВ оставался неинтерпретированным. Интерпретация (искусственного формального языка) — установление точных и однозначных соответствий между ППФ и их значениями.
Интерпретация (модель, оценка) ЯЛВ — функция, которая любому высказыванию ставит в соответствие 1, если оно истинно, 0 — если ложно.
Интерпретация
— функция из множества
всех ПП в множество истинностных
значений
:
.
— множество всех ПП,
— функция от множества всех ПП.
Если функция конечна, интерпретация
может быть определена таблицей её
значений. Всегда верное
высказывание обозначается
,
всегда неверное —
.
Формула
нулевого уровня — элементарное
высказывание. Истинностные значения
— символы
и
.
Формула первого уровня — элементарное
высказывание, к которому применена
одна логическая связка. Пусть
и
— формулы ненулевого уровня. Тогда
записи
,
,
,
— тоже формулы. Если
формула, к которой применяется логическая
связка, имеет нулевой уровень, она не
заключается в скобки.
3, 4