
- •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.
23. Полиномы Жегалкина. Процедуры приведения к пнф.
Полином Жегалкина (ПНФ, алгебраическая нормальная форма, АНФ) — многочлен над Z2, то есть полином с коэффициентами вида 0 и 1, где в качестве произведения берется конъюнкция, а в качестве сложения «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ».
Полином
Жегалкина представляет собой сумму по
модулю два произведений инвертированных
переменных, а также (если необходимо)
константы 1. Формально полином Жегалкина
можно представить в виде
В полиноме Жегалкина отсутствуют
операции «ИЛИ»
и «НЕ».
Таким образом, полином Жегалкина можно
получить из СДНФ, выразив операции
«ИЛИ» и
«НЕ» через
операции «ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ
ИЛИ», «И»,
константу 1. Для этого применяются
следующие соотношения:
24. Конечно-значные логики: алгебра Вебба, алгебра Поста, алгебра Россера–Тьюкетта.
Ф
ункция
Вебба
Конечнозначная алгебра Вебба
алгебра Поста
дизъюнкция
цикл
алгебра Россера—Тьюкетта
конъюнкция
характеристические функции
25. Исчисление высказываний как формальная система, множественность аксиоматизаций. Проблема выводимости. Прямой вывод.
Исчисления высказываний имеют дело с теми же логическими формулами, что и алгебры логики, но устроены совершенно по-другому - как формальные системы, с помощью которых из исходного множества формул, называемых аксиомами, выводятся с использованием правил (или механизмов) вывода (или доказываются) другие формулы. Формальная система - результат строгой формализации теории, предполагающей полную абстракцию от смысла слов используемого языка, причем все условия, регулирующие употребление этих слов в теории, явно высказаны посредством аксиом и правил, позволяющих вывести одну фразу из других. Под объектами понимаются символические и графические представления материальных тел, а также ситуаций, состояний, различных систем связей и информационных структур. Объекты формальной системы состоят из неделимых элементов различных видов. Конечное множество видов элементов называется алфавитом системы.
В прямом выводе используется знание семантики тех операторов, через которые строятся аксиомы. Если из аксиомы следует что A&B, то смысл таков, что истинным будет высказывание А и В, которые войдут в цепочку вывода. В прямом выводе строится цепочка высказываний, она и будет выводом.
26, 27, 28
26. Теорема дедукции. Связь выводимости и истинности формул в логике высказываний. Выполнимые и общезначимые формулы.
Если из системы гипотез Г и А выводится В, то из системы гипотез Г выводится А->В и наоборот.
Высказыванием является повествовательное предложение, которое формализует некоторое выражение мысли. Это утверждение, которому всегда можно поставить в соответствие одно из двух логических значений: ложь или истина. Логическая формула – это составное высказывание, состоящее из элементарных высказываний, соединенных связками. Формула A называется общезначимой, если во всех своих интерпретациях она принимает значение «истина». Выполнимыми называются формулы, допускающие указание интерпретации, в которой эта формула истинна.