Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Опорний конспект лекцій.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
01.05.2025
Размер:
5 Мб
Скачать
☆

1.4.2. Алгебра Шефера

Алгебра Шефера визначена на елементах і містить тільки одну функцію І-НЕ (функцію Шефера), яку для аргументів можна записати у вигляді

.

Аксіоми алгебри Шефера:

; ;

; .

У алгебрі Шефера виконується тільки закон (властивість) комутативності (переставний закон)

.

Через те, що закон асоціативності (сполучний закон) не виконується, тобто

,

,

ускладнюється порівняно із функцією І каскадування елементів для одержання функції І-НЕ з більшою кількістю аргументів на базі логічних елементів І-НЕ із кількістю входів, меншою необхідної. Наприклад, якщо елементи мають два входи , а необхідно одержати функцію трьох аргументів, то еквівалентну форму в алгебрі Шефера можна одержати так:

.

Таким чином, схема, що реалізує праву частину співвідношення, повинна мати три рівні.

Канонічна нормальна форма в алгебрі Шефера містить терми Шефера -го рангу і забезпечує дворівневу схему. Змінні в термах і самі терми об’єднуються операцією І-НЕ.

Для одержання канонічної форми виписують терми Шефера для наборів, на яких функція приймає одиничні значення. Наприклад, якщо перемикальна функція на наборах з номерами 0, 4 і 6 приймає одиничні значення, то канонічна нормальна форма в алгебрі Шефера складатиметься із термів Шефера для відповідних наборів функції і матиме такий вигляд:

.

Враховуючи, що в алгебрі Шефера нема функції НЕ, заперечення над буквами означає, що змінні можуть поступати на входи логічних елементів із запереченнями. Якщо це неможливо, то у формі виконується заміна згідно з аксіомою . В цьому випадку одержана нормальна форма матиме вигляд

.

Канонічну нормальну форму в алгебрі Шефера можна також одержати із ДДНФ за допомогою правила де Моргана.

Для функції, що розглядається, можна записати

.

Приклад. Одержати канонічну нормальну форму алгебри Шефера для функції, що задана у ДДНФ:

.

Побудувати комбінаційну схему реалізації функції на елементах І-НЕ, вважаючи, що на входи логічних елементів можуть подаватися аргументи та їх заперечення.

Застосовуючи правило де Моргана, отримаємо:

.

Комбінаційна схема, що реалізує задану функцію зображена на

рис. 1. 5.

Рис. 1. 5. Схема функції в елементному базисі алгебри Шефера

1.4.3. Алгебра Пірса

Алгебра Пірса визначена на елементах і містить тільки одну функцію АБО-НЕ (функцію Пірса або Веба), яку для аргументів можна записати у вигляді

.

Основні аксіоми алгебри Пірса:

; ;

; .

Властивості алгебри Пірса і Шефера однакові. В алгебрі Пірса, як і в алгебрі Шефера, виконується тільки закон (властивість) комутативності

.

У алгебрі Пірса, як і у алгебрі Шефера, закон (властивість) асоціативності не виконується, тобто

,

.

У наслідок цього ускладнюється порівняно із функцією АБО каскадування елементів для одержання функції АБО-НЕ із меншою від необхідної кількістю входів. Наприклад, якщо елементи мають два входи, а необхідно одержати функцію трьох аргументів, то форму у алгебрі Пірса можна одержати так:

.

Канонічна нормальна форма в алгебрі Пірса забезпечує дворівневу комбінаційну схему і складається із термів Пірса. Змінні в термах і самі терми об’єднуються операцією АБО-НЕ.

Для одержання канонічної нормальної форми виписують терми Пірса для наборів, на яких функція приймає нульові значення. Наприклад, якщо перемикальна функція на наборах з номерами 0, 4 і 6 приймає нульові значення, то канонічна нормальна форма в алгебрі Пірса складатиметься із термів Пірса для відповідних наборів функції і матиме такий вигляд:

.

Канонічну нормальну форму в алгебрі Пірса можна також одержати із ДКНФ за допомогою правила де Моргана. Для функції, що розглядається, можна записати

.

Приклад. Одержати канонічну нормальну форму алгебри Пірса для функції, що задана у ДКНФ:

.

Побудувати комбінаційну схему реалізації функції на елементах АБО-НЕ з будь-якою кількістю входів за умови, що на входи логічних елементів можуть подаватися тільки прямі значення аргументів.

Із застосуванням правила де Моргана та аксіоми , отримаємо:

.

Комбінаційна схема, що реалізує задану перемикальну функцію, зображена на рис. 1. 6.

Рис. 1. 6. Схема функції на елементах АБО-НЕ