2. Алгоритми виконання логічних операцій.

Бітова операція в програмуванні — деякі операції над ланцюжками бітів. У програмуванні, як правило, розглядаються лише деякі види цих операцій: логічні побітові операції та бітові зсуви. Бітові операції застосовуються в мовах програмування тацифровій техніці, вивчаються в дискретної математиці.

Побітові логічні операції

Ряд джерел за мовами низького рівня називає побітові логічні операції просто логічними, але в термінології програмування на мовах високого рівня в назвах бітових операцій присутні прикметники бітовий, побітовий (наприклад: «побітове логічне І», воно ж «побітове множення»), порозрядний. У деяких мовах програмування назви операторів, відповідних логічним та побітовим логічним операціям, схожі. Крім того, мова програмування може допускати неявне приведення числового типу до логічного та навпаки. У таких мовах програмування необхідно уважно стежити за використанням логічних та побітових операцій, перемішування яких може призвести до помилок. Наприклад, в C++ результатом виразу «2 && 1» (логічне І) є булеве значення true, а результатом виразу «2 & 1» (побітове І) — ціле 0.

Побітове заперечення (абопобітове НЕ, або доповнення) — це унарна операція, дія якої еквівалентна застосуваннюлогічного заперечення до кожного біту двійкового подання операнда. Іншими словами, на тій позиції, де в двійковому поданні операнда був 0, внаслідок буде 1, і, навпаки, де була 1, там буде 0. Приклад:

НЕ	01
	10

Побітове І — це бінарна операція, дія якої еквівалентно застосування логічного І до кожної пари бітів, які стоять на однакових позиціях у двійкових уявленнях операндів. Іншими словами, якщо обидва відповідних біта операндів рівні 1, результуючий двійковий розряд дорівнює 1, якщо ж хоча б один біт з пари дорівнює 0, результуючий двійковий розряд дорівнює 0. Приклад:

І	0011
	0101
	0001

Побітове АБО — це бінарна операція, дія якої еквівалентно застосування логічного АБО до кожної пари бітів, які стоять на однакових позиціях у двійкових уявленнях операндів. Іншими словами, якщо обидва відповідних біта операндів рівні 0, двійковий розряд результату дорівнює 0, якщо ж хоча б один біт з пари дорівнює 1, двійковий розряд результату дорівнює 1. Приклад:

АБО	0011
	0101
	0111

Додавання за модулем два (абодвомісна операція виключне АБО) — це бінарна операція, результат дії якої дорівнює 1, якщо число складаємих одиничних бітів непарне, якщо ж їх число парне, то результат дорівнює 0. Приклад:

Викл. АБО	0011
	0101
	0110

Перша російське назва операції обумовлена тим, що результат цієї операції відрізняється від результату «АБО» лише в одному з 4 випадків входу — обох 1 (випадок одночасної істинності аргументів «виключається»). Ще в російській граматиці значення цієї логічної зв'язки передається союзом «або».

Друга назва — тим, що дійсно є складанням в кільці вирахувань за модулем два, з чого слідують деякі цікаві властивості. Наприклад, на відміну від вищеописаних «І» та «АБО», ця операція є оборотною, або інволютивною:  . Вкомп'ютерній графіці «додавання по модулю два» застосовується при виведенні спрайтів на картинку — повторне її застосування прибирає спрайт з картинки. Завдяки інволютивності ця ж операція знайшла застосування в криптографії як найпростіша реалізація ідеального шифру (шифру Вернама). «Додавання за модулем два» також може використовуватися для обміну двох змінних, використовуючи алгоритм обміну за допомогою виключає АБО.

Також ця операція може називатися «інверсією по масці», тобто у вихідного двійкового числа інвертуються біти, які збігаються з 1 в масці.

У поширених мовах програмування вбудованими засобами реалізуються лише чотири побітові логічні операції: І, АБО, НЕ і виключне АБО. Для завдання довільної побітовій логічної операції цілком достатньо перерахованих, і, більше того, як випливає з теорії булевих функцій, можна обмежитися ще меншим набором базових операцій. Є також мови програмування, де існує вбудована можливість виконати будь-яку бінарну логічну операцію побітово. Наприклад, в PL/I є вбудована функція BOOL, третій аргумент якої призначено для вказівки довільної логічної операції, яку необхідно побітово застосувати до перших двох аргументів.