- •Учебно-методическое пособие
- •Маршрутная карта изучения дисциплины по Модулю 1
- •1. Логические и арифметические основы эвм
- •Системы счисления
- •1.1. Десятичная система счисления
- •1.2. Двоичная система счисления
- •1.3. Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления
- •1.4. Перевод чисел из любой системы счисления в десятичную
- •1.5. Перевод чисел из десятичной системы счисления в любую другую
- •Вопросы для самоконтроля
- •Методические указания для выполнения практического задания №1. «Системы счисления»
- •Приложение 1. Таблица вариантов заданий
- •2. Алгебра логики
- •2.1. Логические операции
- •Инверсия
- •2.2. Нормальные формы
- •Конъюнктивная нормальная форма
- •Дизъюнктивная нормальная форма
- •3. Применение средств алгебры логики для описания функционирования устройств компьютера
- •3.1. Логические схемы
- •Пример решение логических задач средствами алгебры логики
- •Методические указания для выполнения практического задания №2. «Алгебра логики». Построение таблиц истинности.
- •Пример построения логических схем
- •Методические указания для выполнения практического задания №3. «Алгебра логики». Построение логических схем.
- •Приложение 2. Таблица вариантов заданий
- •4. Индивидуальное задание. Модуль 1. «Построение логических схем по заданным булевым выражениям»
- •Приложение 3. Таблица вариантов индивидуального задания
- •Приложение 4. Титульный лист идз
- •Маршрутная карта изучения дисциплины по Модулю 2
- •5. Введение в алгоритмизацию
- •6. Знакомство со средой Турбо Паскаль
- •6.1. Общие сведения
- •6.2. Запуск Турбо-Паскаля на выполнение
- •6.3. Назначение функциональных клавиш системы Турбо-Паскаль
- •6.4. Работа с текстовым редактором Турбо-Паскаля
- •Клавиши перемещения курсора
- •Работа с блоками текста
- •7. Основы алгоритмизации
- •7.1. Алгоритм
- •7.2. Алгоритмические структуры
- •8. Программирование на языке Pascal
- •8.1. Алфавит языка
- •8.2. Арифметические выражения и правила их записи
- •Знаки операций
- •Операции div и mod
- •8.3. Типы данных
- •Целые типы
- •Логический тип
- •8.5. Структура программы на языке Паскаль
- •8.6. Описательная часть программы
- •8.7. Исполнительная часть программы
- •8.10. Комментарии в программе
- •Пример программы линейной структуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •8.11. Методические указания для выполнения практического задания №4. «Следования»
- •Приложение 5. Таблица вариантов заданий
- •9. Ветвления
- •9.1. Операторы условия и перехода
- •Логический оператор
- •Операции отношения
- •Логические операции
- •9.2. Оператор выбора
- •Пример программы разветвленной структуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •9.3. Методические указания для выполнения практического задания №5. «Ветвления»
- •Приложение 6. Таблица вариантов заданий
- •10. Циклические вычислительные процессы
- •10.1. Оператор цикла с параметром
- •10.2. Оператор цикла с постусловием
- •10.3. Оператор цикла с предусловием
- •10.4. Вложенные циклы
- •10.5. Оператор прерывания цикла
- •Пример программы циклической структуры
- •Вопросы для самоконтроля
- •10.6. Методические указания для выполнения практического задания №6. «Циклы»
- •Приложение 7. Таблица вариантов заданий
- •11. Операции с индексированными переменными
- •11.1. Массивы одномерные
- •11.2. Описание массивов
- •Ввод элементов массива
- •Вывод элементов массива
- •11.3. Обработка одномерных массивов
- •Пример программы обработки одномерного массива
- •Вопросы для самоконтроля
- •11.4. Методические указания для выполнения практического задания №7. «Операции с индексированными переменными»
- •Приложение 8. Таблица вариантов заданий
- •12. Двумерные массивы
- •12.1. Матрицы
- •12.2. Описание двумерного массива
- •Ввод элементов двумерного массива
- •Вывод элементов двумерного массива
- •12.3. Обработка двумерных массивов
- •Пример программы обработки двумерного массива
- •Вопросы для самоконтроля
- •12.4. Методические указания для выполнения практического задания №8. «Матрицы»
- •Приложение 9. Таблица вариантов заданий
- •13. Подпрограммы
- •13.1. Функции и процедуры
- •Структура программы, содержащей процедуру (функцию)
- •13.2. Процедуры
- •13.3. Вложенные процедуры Директива forward
- •13.4. Функции
- •Пример программы с использованием подпрограмм
- •Вопросы для самоконтроля
- •Методические указания для выполнения практического задания №9. «Подпрограммы»
- •Приложение 10. Таблица вариантов заданий
- •14. Обработка строк текста
- •14.3. Строковые переменные
- •14.4. Функции обработки строковых переменных
- •14.5. Процедуры обработки строковых переменных
- •14.6. Примеры обработки строковых переменных
- •Вопросы для самоконтроля
- •15. Структурированные типы данных
- •Пример программы использования массива записей
- •Вопросы для самоконтроля
- •Методические указания к выполнению индивидуального задания по Модулю 2. «Массивы записей»
- •Приложение 11. Таблица вариантов индивидуального задания
2. Алгебра логики
Логика– одна из древнейших наук. Ее основателем считается древнегреческий мыслитель Аристотель (384 – 322гг. до н. э.), который первым систематизировал формы и правила мышления, обстоятельно исследовал категориипонятиеисуждение, подробно разработал теорию умозаключений и доказательств, описал ряд логических операций, сформулировал основные законы мышления. Он подвергал анализу человеческое мышление, его формы –понятие,суждение,умозаключение, и рассмотрел со стороны строения, структуры. Логика Аристотеля носит названиеформальной логики. Это название происходит из принципа: правильность рассуждения определяется только его логической формой или структурой и не зависит от конкретного содержания входящих в него высказываний.
Продолжение развития логики связано математической логикой. Основоположником математической логики считается великий математик и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716). Он попытался построить первые логические исчисления: арифметические и буквенно-алгебраические. Но Лейбниц высказал только идею, а развил ее окончательно англичанин Джордж Буль (1815-1864). Он вывел для логических построений особую алгебру (алгебру логики). В отличии от обычной логики, в ней символами обозначаются не числа, а высказывания.Алгебра логики(булева алгебра) изучает высказывания, рассматриваемые со стороны их логических значений (истинности или ложности), и логические операции над ними.
Создание алгебры логики представляло собой попытку решать традиционные логические задачи алгебраическими методами. С появлением теории множеств (70-е гг. 19 в.), поглотившей часть первоначального предмета алгебры логики, и дальнейшим развитием математической логики (последняя четверть 19 в. – 1-я половина 20 в.) предмет алгебр логики значительно изменился. Основным предметом алгебры логики стали высказывания. Подвысказыванием понимается имеющее смысл языковое выражение, относительно которого можно утверждать, что оно либо истинно, либо ложно.
Пример 1.
«5 есть простое число». Это высказыванием является истинным.
«4 + х = 6». Это уравнение не является высказыванием. Однако, придавая переменной х определенное числовое значение, будет высказывание.
«роза – цветок». Это высказывание является истинным.
«все углы – прямые». Это высказывание является ложным.
«3 + 5 = 9». Это высказывание является ложным.
Высказывание считается простым, если никакая его часть не является суждением.Сложноевысказывание характеризуется тем, что оно образованно из нескольких высказываний с помощью определенных способов соединения.
Пример 2.
«Париж – столица Франции». Это высказывание простое.
«Неверно, что Париж – столица Англии». Это высказывание сложное.
Частныевысказывания выражают конкретные факты.Общиевысказывания характеризуют свойства групп объектов или явлений.
Пример 3.
«Луна - спутник Земли». Это частное высказывание.
«Всякий человек – млекопитающее». Это общее высказывание.
Рассуждение - это цепочка взаимосвязанных высказываний, фактов и общих положений, полученных из других высказываний по определенным правилам вывода.
Пример 4.
«Если треугольник равносторонний, то у него все углы равны между собой».
«Если король под шахом и ему некуда ходить, то – мат».
Умозаключение – прием мышления, посредством которого из исходного знания получается новое знание; из одного или нескольких истинных высказываний, называемых предпосылками, по определенным правилам вывода можно получить заключение.
Пример 5. «Все металлы – простые вещества». «Литий – металл». Следовательно «Литий – простое вещество».
Любое правило вывода умозаключений состоит из двух высказываний (простых или сложных). Одно из них называется предпосылкой или условием, а второе – следствием, заключением или выводом.
Пример 6. «Если треугольник равносторонний, то у него все углы 60 градусов». Высказывание «У него все углы равны 60 градусов» – это заключение, а высказывание «Треугольник равносторонний» – это предпосылка.
Существуют умозаключения, осуществляемые по схемам аналогии,индукцииидедукции.
Умозаключение по аналогии– это правило полученное из рассмотрения какого-либо объекта, переносимое на менее изученный, сходный по существенным свойствам и качествам объекта.
Пример 7. Из высказывания «Солнечная система – это планеты, вращающиеся по орбитам, в центре которых находится Солнце» можно получить умозаключение по аналогии: «Атом – это электроны, вращающиеся по орбитам, в центре которых находится ядро».
Индукция– это правило вывода умозаключений при переходе от частных высказываний к общим.
Пример 8. Высказывания: «кошки имеют хвост», «собаки имеют хвост», «обезьяны имеют хвост», «кошки, собаки, обезьяна – млекопитающие». Следовательно, «все млекопитающие имеют хвост». Это умозаключение ложно.
Индуктивный вывод умозаключений позволяет формулировать различные гипотезы, догадки, но иногда он может приводить и к ошибочным умозаключениям.
Дедукция – это правило вывода умозаключений при переходе от общих суждений к частным.
Пример 9. «Умные люди не делают ошибки». «Я – умный человек». Следовательно: «Я не делаю ошибок».
В математической логике не рассматривается конкретное содержание высказывания, важно только, истинно оно или ложно. Поэтому высказывания можно представить некоторой переменной величиной, значением которой может быть только «0» или «1». Если высказывание истинно, то его значение равно «1», если ложно, то равно «0».
Из заданных простых высказываний можно строить более сложные высказывания, используя частицу «не», а также союзы «и», «или», «если..., то...», «тогда и только тогда, когда» и т.п..