- •Директор идо _____________а.Ф.Федоров
- •Томск 2007
- •Содержание
- •Введение
- •Глава 1. Множества и отношения
- •1.1. Множества
- •1.1.1. Основные определения
- •1.1.2. Способы задания множеств
- •1.1.3. Диаграммы Эйлера – Венна
- •1.1.4. Операции над множествами
- •1.1.5. Свойства булевых операций над множествами
- •1.2. Отношения
- •1.2.1. Способы задания бинарных отношений
- •1.2.2. Свойства бинарных отношений
- •1.2.3. Эквивалентность и порядок
- •Пример. Каков индекс разбиения и мощности классов эквивалентности по отношению , если – отношение равенства (тождества) на любом множестве;
- •1.2.4. Операции над бинарными отношениями
- •1.2.5. Функциональные отношения
- •1.2.6. Функции и отображения
- •1.2.7. Операции
- •Глава 2. Математическая логика
- •2.1. Логические операции
- •2.1.1. Основные определения математической логики
- •2.1.2. Таблицы истинности
- •2.1.3. Основные логические операции
- •2.1.4. Функционально полные системы (базисы)
- •2.1.5. Совершенная дизъюнктивная нормальная форма
- •2.1.6. Основные эквивалентные соотношения в булевой алгебре
- •2.1.7. Переход от днф к сднф методом расщепления
- •2.2. Формы представления булевых функций
- •2.2.1. Геометрическое представление булевых функций
- •2.2.2. Интервальное представление булевых функций
- •2.3. Синтез логических схем
- •2.4. Минимизация дизъюнктивных нормальных форм
- •2.4.1. Приведение к дизъюнктивной нормальной форме
- •2.4.2. Геометрическая интерпретация задачи минимизации днф
- •2.4.3. Допустимые конъюнкции
- •2.4.4. Сокращенная днф
- •2.4.5. Построение сокращенной днф
- •2.4.6. Тупиковые днф
- •2.5. Логика предикатов
- •2.5.2. Кванторы
- •2.5.3. Выполнимость и истинность
- •2.5.4. Префиксная нормальная форма
- •Глава 3. Графы и сети
- •3.1. Графы
- •3.1.1. Основные определения теории графов
- •3.1.2. Способы задания графов
- •3.1.3. Операции над частями графа
- •3.1.4. Маршруты, пути, цепи, циклы
- •3.1.5. Эйлеровы циклы и цепи
- •3.1.6. Обобщенная теорема об эйлеровых цепях
- •3.1.6. Гамильтонов цикл. Взвешенные графы
- •3.1.7. Граф–дерево и граф–лес
- •3.1.8. Связность. Цикломатическое число графа
- •3.1.9. Двудольные (четные) графы
- •3.1.10. Планарность графов
- •3.2. Сети
- •3.2.1. Потоки в сетях
- •3.2.2. Расчет максимального потока в сети
- •Глава 4. Автоматы, языки, элементы кодирования
- •4.1. Автоматы
- •4.1.2. Реализация конечных автоматов
- •4.1.3. Автоматы–распознаватели
- •4.2. Элементы кодирования
- •4.2.1. Формулировка задачи кодирования.
- •4.2.1. Алфавитное (побуквенное) кодирование
- •4.2.3. Кодирование с минимальной избыточностью
- •4.2.4. Алгоритм квазиоптимального кодирования Фано
- •4.2.5. Алгоритм оптимального кодирования Хаффмена
- •4.2.6. Помехоустойчивое кодирование
- •4.2.7. Сжатие данных
- •Список литературы
2.1.2. Таблицы истинности
Функциональная зависимость истинности сложного высказывания от истинности входящих в него элементарных высказываний может быть описана построением таблицы истинности сложного высказывания.
Так как логические функции не имеют памяти, их удобно представлять как некоторый оператор, на который поступают входные сигналы , как это показано на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Представление логических функций
Каждому набору входных сигналов соответствует некоторое значение выходной логической переменной . Получив эти значения для всех возможных входных наборов, будем иметь полную информацию об истинностных значениях логической функции.
Так как каждая переменная может принимать только два значения, возможны различных двоичных наборов , каждому из которых ставится в соответствие истинностное значение сложного высказывания (логической функции).
Важно отметить, что число различных логических операторов (истинностных функций) конечно и зависит от числа аргументов логической формулы.
Истинностных функций от аргументов (рис. 2.1а) всего две: это ноль–местные функции 0 и 1, называемые также логическими константами. Т.е. логический оператор на рис. 2.1а может быть реализован лишь в двух вариантах, либо как источник сигнала «истина» (0), либо как источник сигнала «ложь» (1).
Истинностных функций от аргументов всего четыре:
-
функция–константа «ложь»: при любом ;
-
функция–константа «истина»: при любом ;
-
функция повторения: при любом ;
-
функция отрицания: при и при .
Указанные функции могут быть также заданы таблицей 2.1.
Таблица 2.1.
Значения переменных |
Значения функций |
|||
х |
Константа «0» |
Константа «1» |
Функция повторения |
Функция отрицания |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Значения двух первых функций не зависят от переменной . Говорят, что переменная является для данных функций фиктивной.
Истинностных функций от аргументов всего 16. Не все они одинаково важны для практики, но, чтобы иметь представление, представим эти функции в виде таблицы 2.2.
Таблица 2.2.
Значения переменных |
Значения функций |
||||||||
ф |
|
|
ф |
|
ф |
|
|
||
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
Константа 0 |
Коньюнкция, “и” |
|
Переменная |
|
Переменная |
Неравнозначность |
Дизъюнкция, “или” |
|
|
0 |
, |
|
|
|
|
Таблица 2.2. (продолжение)
Значения переменных |
Значения функций |
||||||||
|
|
ф |
|
ф |
|
|
ф |
||
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
|
|
Стрелка Пирса |
Эквивалентность |
Отрицание |
Функция запрета |
Отрицание |
Импликация |
Штрих Шеффера |
Константа 1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
Из 16 логических функций 6 имеют фиктивные переменные.