- •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
35.2. Методи знаходження булевой різниці
Раніше для знаходження булевой різниці використалися наслідки, що випливають із визначення поняття булевой різниці. Якщо функція F(Х) складна, потрібні додаткові перетворення. У тому числі можна дати більше зручне для обчислення d(Х)/dхi визначення булевой різниці.
Визначення. Булевой різницею функції F(х1,x2,...,хi,...,xn) щодо змінної хi називається вираження виду
d(x)/dхi = F(x1, х2,..., 1,...,xn) F(x1, x2 ,..., 0,...,хn),
справедливе для будь-яких хi, 1 i n.
Тобто d(Х)/dхi є результатом додавання по модулі 2 двох членів, першим з яких є F(Х) при хi = 1, другим F(Х) при хi = 0.
Еквівалентність двох визначень підтверджується вираженням
d(Х)/dхi = (хi(x1, х2,..., 1,...,xn) хi(x1, х2,..., 0,...,xn)) (хi(x1, х2,..., 1,...,xn) хi(x1, х2,..., 0,...,xn)) = = (хi хi)(F(x1, х2,..., 1,...,xn)) (хi хi)(F(x1, х2,..., 0,...,xn)) = = (F(x1, х2,..., 1,...,xn)) (F(x1, х2,..., 0,...,xn)).
Приклад. Нехай дана функція F(х1, x2, x3) = x1x2+x3, потрібно визначити d(х1, x2, x3)/dх2.
d(х1, x2, x3)/dх2 = (x10 + x3) (x11 + x3) = x3 (x1 + x3) = = x1 х1 x3 = х1x3.
35.2.1. Метод карт Карно
По першому визначенню булевой різниці
d(x)/dхi = F(x1, х2,..., хi,...,xn) F(x1, x2 ,..., хi,...,хn)
Можна побудувати дві карти Карно: одну для F(x1, х2,..., хi,...,xn), іншу для F(x1, x2 ,..., хi,...,хn). Відповідні елементи карт складаються по модулю 2. Результатом додавання є звичайна карта Карно для d(x)/dхi.
Карта Карно є спеціальною таблицею істинності, що включає всі двійкові вектори змінних функції, тому будь-яка логічна операція між двома функціями F й G може бути перетворена в логічну операцію між відповідними елементами карт для F й G.
Приклад. Нехай дана функція F(х1, x2, x3) = x1x2+x3, потрібно визначити d(х1, x2, x3)/dх2 методом карт Карно.
Дві карти (табл.. 35.1 і 35.2) складаються по модулі 2 у спосіб за табл. 35.3.
Таблиця 35.1
F x1,x2 x3 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
1 |
|
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
x1x2+x3
Таблиця 35.2
F x1,x2 x3 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
|
1 |
|
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
x1x2+x3
Таблиця 35.3
F x1,x2 x3 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
1 |
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|
x1x3
Отже, d(х1, x2, x3)/dх2 = x1x3.
35.2.2. Метод карт Хсиао Скотта
Метод припускає подання будь-який булевой функції F(x) поруч простих імплікант, що складаються по модулю 2. Результуюча рівність називається нормальною формою, що виключає (ИНФ).
Для одержання ИНФ по карті Карно групуються аргументи, при цьому кожен аргумент використається тільки непарне число раз. Послідовність визначення d(Х)/dхi зводиться до наступних дій:
F(Х) представляється в ИНФ за допомогою угруповання кожного аргументу карти F(Х) непарне число раз.
ДО ИНФ застосовуються тотожності булевой різниці, представлені на початку лекції, внаслідок чого легко виходить результат для d(Х)/dхi.
Приклад. Дано функцію Cn = an bn + (an+ bn)Cn-1, потрібно визначити dСn/dCn-1.
На першому кроці Cn перетворюється в ИНФ (табл. 35.4).
Таблиця 35.4
Cn a1,b2 Cn-1 |
00 |
01 |
11 |
10 |
0 |
|
|
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
Отже, Cn = an bn anCn-1 bnCn-1,
dCn/dCn-1 = d(an bn d(anCn-1)/dCn-1 d(bnCn-1)/dCn-1)/dCn-1 = = 0 an bn = an bn.
Як, наслідок, можна визначити ще одну властивість булевой різниці
Якщо F(x) = A(X) +xi(X) + xi(X), де A(X), B(X) і C(X) не залежать від xi, то справедливо
d(Х)/dхi = A(X)(B(X) C(X))