- •Одеса Наука і техніка 2006
- •Розділ 1. Теорія множин і алгебраїчних систем
- •1.1. Основні поняття і завдання множин
- •1.2. Операції над множинами. Формули. Тотожності
- •1.3. Доведення тотожностей. Булева алгебра множин
- •1.4. Узагальнення операцій. Подвійність
- •Спісок літератури: Основна
- •2.1. Рівняння
- •2.2. Покриття і розбивки
- •2.3. Потужність множин. Зчисленні і континуальні множини
- •Список літератури Основна
- •3.1. Упорядковані множини
- •3.2. Графіки
- •Список літератури Основна
- •4.1. Відповідності
- •4.2. Образи і прообрази
- •4.3. Відображення і діаграми
- •Список літератури Основна
- •5.1. Основні поняття відношень
- •5.2. Множинні операції відношень
- •Список літератури Основна
- •6.1. Перестановка, ототожнення, приписування фіктивної координати
- •6.2. Згортка де Моргана, суперпозиція
- •Список літератури Основна
- •7.1. Успадковані властивості відношень
- •7.2. Спеціальні властивості відношень
- •Список літератури Основна
- •8.1. Еквівалентність
- •8.2. Порядок
- •8.3. Толерантність
- •8.4. Квазіпорядок
- •Список літератури Основна
- •9.1. Замикання відношень
- •9.2. Спеціальні функції
- •9.2.1. Підстановки
- •9.2.2. Послідовності
- •9.2.3. Функціонали
- •9.2.4. Функції, що зберігають алгебраїчні властивості
- •9.3. Операції
- •9.3.1. Загальні визначення операцій
- •9.3.2. Властивості операцій
- •Список літератури Основна
- •10.1 Композиція об'єктів
- •10.2. Внутрішній закон композиції
- •11.1 Алгебраїчні системи (моделі)
- •11.2. Групи підстановок і кільце множин
- •Розділ II. Комбінаторика
- •12.1. Вибірка елементів
- •12.2. Правило суми і добутку
- •12.3. Перестановки
- •12.4. Сполучення
- •12.5. Рекурентні співвідношення
- •12.6. Біном Ньютона
- •Список літератури Основна
- •13.1. Поліноміальні твірні функції
- •13.2. Експонентні твірні функції
- •13.3. Принцип включення і виключення
- •13.4. Розбивки
- •Список літератури Основна
- •Розділ III. Графи
- •14.1. Основні визначення
- •14.2. Способи представлення графів
- •Список літератури Основна
- •15.1. Основні визначення (продовження)
- •15.2. Зважені (відзначені) графи
- •Список літератури Основна
- •16.1. Операції над графуми
- •16.2. Властивості базових операцій над графами
- •Список літератури Основна
- •17.1. Чисельні характеристики графів
- •17.1.1. Ступінь вершин
- •17.1.2. Цикломатичне число
- •17.1.3. Хроматичне число
- •17.1.4. Множина внутрішньої стійкості
- •17.1.5. Множина зовнішньої стійкості
- •17.2. Представлення графів у пам'яті еом
- •Список літератури Основна
- •Розділ IV. Скінченні автомати
- •18.1. Абстрактний автомат
- •18.2. Способи завдання автоматів
- •18.2.1. Табличний спосіб
- •18.2.2. Графічний спосіб
- •18.3. Розширення функцій і
- •Список літератури Основна
- •19.1. Синхронні й асинхронні автомати
- •19.2. Асинхронні автомати, що тактуються
- •19.3. Перетворення автоматів Мілі і Мура
- •19.3.1. Перетворення автомата Мура в автомат Мілі
- •19.3.2. Перетворення автомата Мілі в автомат Мура
- •19.4. Сполучена модель автоматів – с-автомат
- •Список літератури Основна
- •20.1. Композиція автоматів
- •20.1.1. Рівнобіжне з'єднання
- •20.1.2. Послідовне з'єднання двох автоматів
- •20.1.3. З'єднання зі зворотним зв'язком
- •20.2. З'єднання автоматів з вихідною функцією
- •Список літератури Основна
- •21.1. Мережі автоматів
- •21.2. Еквівалентні автомати мережі
- •Список літератури Основна
- •Розділ V. Булева алгебра
- •22.1. Логічні функції
- •22.2. Булеві функції
- •22.3. Логічні формули
- •Список літератури Основна
- •23.1. Способи завдання булевих функцій
- •23.1.1. Табличний спосіб
- •23.1.2. Аналітичний спосіб Нормальні форми
- •23.1.3. Геометричний спосіб
- •23.1.4. Чисельний спосіб
- •23.2. Приведення формул булевої алгебри до досконалої форми
- •Список літератури Основна
- •24.1. Булева алгебра
- •24.2. Спрощення запису формул
- •24.3. Подвійність формул булевої алгебри
- •24.4. Булева алгебра множин
- •Список літератури Основна
- •25.1. Алгебра Жегалкіна
- •25.2. Типи булевих функцій
- •25.3. Функціональна повнота
- •25.4. Логічні (перемикальні) схеми
- •25.5. Канонічна задача синтезу логічних схем
- •Список літератури Основна
- •26.1. Графічний метод мінімізації булевих функцій
- •26.2. Табличний метод мінімізації
- •Список літератури Основна
- •27.1. Аналітичні методи мінімізації
- •27.1.1. Комплекс кубів
- •27.1.2. Постановка задачі
- •27.2. Метод Квайна
- •27.3. Алгебраїчний метод одержання мінімального покриття (алгоритм Петрика)
- •Список літератури Основна
- •28.1. Метод Квайна-МакКласкі
- •28.2. Мінімізація частково визначених функцій
- •Список літератури Основна
- •29.1 Основні визначення
- •29.2 Інтервальне представлення в матричній формі
- •29.3. Спрощення днф за матричною формою Закревського
- •30.1. Формулювання алгоритму побудови максимальних інтервалів для точки
- •30.2. Алгоритм для днф
- •30.3. Метод Блейка
- •31.1. Основні визначення
- •32.2. Використання системи булевих функцій для синтезу кс
- •31.3 Точний метод мінімізації систем булевих функцій Барті-Полянського
- •31.4. Інтуїтивний метод спрощення системи днф за матричною формою
- •32.1. Інтервальне представлення в еом
- •32.2. Основні операції над інтервальним представленням
- •33.1. Використання операцій інтервального представлення
- •33.2. Метричні властивості диз'юнктивної нормальної форми
- •34.1 Булеві рівняння
- •34.2. Булеві нерівності
- •34.3. Спільні системи нерівностей і рівнянь
- •35.1. Властивості булевой різниці
- •35.2. Методи знаходження булевой різниці
- •35.3. Подвійна булева різниця
- •35.4. Булеві похідні й диференціали
- •36.1. Висловлення предикатів
- •36.2. Логіка предикатів
- •36.3. Правила застосування кванторів
- •Список літератури Основна
- •Список літератури
- •Вступ 3
- •1. Теорія множин і алгебраїчних систем 4
- •2. Комбінаторика 65 Лекція 12. Комбінаторика. Базові методи 65
- •3. Графи 78
- •4. Скінченні автомати 101
- •5. Булева алгебра 123 Лекція 22. Булеві функції 123
Міністерство освіти і науки України ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Інститут комп’ютерних систем
О.М. Мартинюк
ОСНОВИ ДИСКРЕТНОЇ МАТЕМАТИКИ КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ для студентів очної та заочної форм навчання напрямку 6.0804 і 6.0915
Затверджено на засіданні вченої ради ОНПУ, протокол № 1 від 31.08.04
Одеса Наука і техніка 2006
Рецензенти: О.В. Дрозд, д.т.н., професор, О.Б. Кунгурцев, к.т.н., доцент
Мартинюк О.М. Конспект лекцій з дисципліни «Основи дискретної математики» для студентів очної і заочної форм навчання напрямку 6.0804 і 6.0915. – Одеса: Наука і техніка, 2006. – 225 с.
Конспект лекцій з дисципліни «Основи дискретної математики» містить виклад основних визначень, операцій і властивостей п’яти базових розділів дискретної математики – теорії множин і алгебраїчних систем, комбінаторики, графів, скінченних автоматів та булевої алгебри, і є орієнтованим на прикладні задачі комп'ютерних спеціальностей.
Наука і техніка, 2006
Вступ
Підвищенню рівня математичної підготовки студентів вузів, що особливо спеціалізуються в галузі комп'ютерних систем і мереж, традиційно приділяється велика увага. Особливе значення в цьому плані має вивчення сучасних розділів математики, таких як теорія множин, булева алгебра, теорії графів і автоматів, що є математичною основою для цілого ряду спеціальних дисциплін кібернетичного циклу. Ці розділи заведено відносити до дискретної математики, яка є базою кібернетики.
Запропонований конспект лекцій з дисципліни «Основі дискретної математики» підготовлений відповідно до програми дисципліни, що вивчається студентами інституту комп'ютерних систем ОНПУ. Необхідність видання конспекту обумовлена тим, що склад розділів навчальних посібників, присвячених дискретній математиці і призначених для студентів технічних вузів, не відповідає специфіці викладання в ОНПУ. Даний конспект має за мету дати студенту матеріал для самостійної роботи і більш глибокого засвоєння специфічних математичних знань, а також полегшити викладачам підготовку до проведення занять.
До конспекту включені розділи теорії множин і алгебраїчних систем, комбінаторики, графів, скінченних автоматів і булевої алгебри. Третій і четвертій розділи представлені у вступній формі в зв'язку зі спеціальним, більш вузьким і прикладним їх вивченням у наступних дисциплінах. Конспект викладений з послідовним ускладненням матеріалу, ілюстрований необхідними прикладами та оформлений у вигляді тридцяти шести лекцій, що містять кілька параграфів, супроводжуються вступом, змістом, контрольними запитаннями і літературою. Кожен параграф містить необхідні теоретичні відомості, що являють основні поняття, визначення, операції і властивості. Перелік літератури, що наводиться, не претендуючи на вичерпну повноту, містить навчальні посібники і книги, Якіми може скористатися студент.
У літературі в галузі термінології і позначень є різночитання. У конспекті використовується термінологія і позначення, що прийняті у першоджерелах [1-6] - розділ 1; [2, 3] - розділ 2, [1, 2, 3, 6, 10] – розділ 3, [1, 2, 5, 6, 7, 12] – розділ 4, [1, 2, 4, 6-9] – розділ 5.
Для самостійного вивчення теорії рекомендуються першоджерела: до розділу 1 - [1-3, 5] - основні, [4-6, 12]- додаткові; до розділу 2 - [3] - основні, [1] - додаткові; до розділу 3 - [1, 2, 10]- основні, [11] – додаткові; до розділу 4 - [2, 7, 12]- основні, [11] – додаткові. ; до розділу 5 - [1, 9] - основні, [8, 14] – додаткові. Більш докладний матеріал для практики (і для самостійної роботи взагалі) можна знайти в першоджерелах [20-23].