- •Псковский государственный политехнический институт
- •Н.В. Мотина
- •Дискретная математика
- •Методические указания по выполнению контрольных работ
- •230101 «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети»,
- •230201 «Информационные системы и технологии»
- •Псков Издательство ппи
- •Часть 1. Краткий теоретический материал 6
- •Часть 2 47
- •Порядок выполнения контрольной работы
- •Часть 1. Краткий теоретический материал
- •1. Операции над множествами
- •1.1. Понятие множества
- •1.2. Объединение, пересечение, дополнение, разность множеств
- •1.3. Прямое произведение множеств
- •Контрольные вопросы
- •2. Отношения
- •2.1. Понятие бинарного отношения
- •2.2. Обратное отношение
- •2.3. Композиция отношений
- •2.4. Векторы
- •Контрольные вопросы
- •3. Соответствия
- •Контрольные вопросы
- •4. Виды графов
- •4.1. Понятие графа
- •4.2. Связность
- •4.3. Планарность
- •4.4. Деревья
- •Контрольные вопросы
- •5. Способы задания графов
- •5.1. Матрица смежности
- •5.2. Матрица инциденций
- •Контрольные вопросы
- •6. Маршруты, цепи, циклы
- •6.1. Основные определения
- •6.2. Эйлеровы циклы
- •6.3. Гамильтоновы циклы
- •Контрольные вопросы
- •7. Преобразование логических выражений
- •7.1. Понятие логической функции
- •Продолжение табл.2
- •7.2. Тождества булевой алгебры
- •7.3. Правила преобразования некоторых логических функций
- •Контрольные вопросы
- •8. Минимизация логических функций
- •8.1. Минимизация с помощью карт Карно
- •8.2. Метод Квайна поиска СокДнф
- •8.3. Метод Квайна – Мак-Класки
- •8.4. Нахождение мкнф с помощью карты Карно
- •8.5. Минимизация логических функций, представленных в конъюнктивной форме, с использованием правил, аналогичных правилам минимизации логических функций в дизъюнктивной форме
- •8.6. Минимизация неполностью определенных логических функций с помощью карты Карно
- •8.7. Минимизация неполностью определенных логических функций без использования карты Карно
- •Контрольные вопросы
- •9. Свойства логических функций
- •Контрольные вопросы
- •Часть 2 Варианты заданий Задание 1. Операции над множествами
- •Задание 2. Отношения
- •Задание 3. Соответствия
- •Задание 4. Виды графов
- •Задание 5. Способы задания графов
- •Задание 6. Маршруты, цепи, циклы
- •Задание 7. Преобразование логических выражений
- •Задание 8. Минимизация логических функций
- •Задание 9. Свойства логических функций
- •Пример оформления контрольной работы
- •Рекомендуемая литература
- •Мотина Надежда Владимировна
8.2. Метод Квайна поиска СокДнф
Поэтапная минимизация логических функций предполагает следующий алгоритм минимизации: ДСНФ СокДНФ (Сокращенная ДНФ) ТДНФ (Тупиковая ДНФ) МДНФ (Минимальная ДНФ).
Для записи логической функции в СокДНФ необходимо в исходной функции, записанной в ДСНФ, произвести все операции неполного склеивания и поглощения.
Операция полного склеивания: (члены и склеены по переменной ).
Операция неполного склеивания: .
Операция поглощения: (член поглощается членом ).
Порядок нахождения СокДНФ по Квайну:
Преобразовать исходную логическую функцию к ДСНФ.
В полученной ДСНФ выполнить все операции неполного склеивания.
Выполнить все операции поглощения.
Повторять шаги 2 и 3 до тех пор, пока среди конъюнкций не останется склеивающихся между собой.
Пример 1. Получить СокДНФ функции
1 - 2 *
1 - 3 *
1 - 4
1 - 5
1 - 6
2 - 3
2 - 4 *
2 - 5
2 - 6
3 - 4 *
3 - 5
3 - 6
4 - 5
4 - 6 *
5 - 6 *
1 - 2 2 - 3 * 3 - 4 4 - 5 5 - 6
1 - 3 2 - 4 3 - 5 4 - 6
1 - 4 * 2 - 5 3 - 6
1 - 5 2 - 6
1 - 6
– СокДНФ
Пример 2. Получить СокДНФ функции
1 - 2 * 2 - 3 * 3 - 4
1 - 3 2 - 4
1 - 4 *
Тупиковой ДНФ называется такая запись логической функции в форме дизъюнкции простейших импликант, из которой нельзя исключить ни одну из конъюнкций без изменения исходной логической функции.
Для нахождения тупиковых и минимальной ДНФ используется метод импликантных (импликативных) матриц.
Импликантная матрица – это таблица, в которой столбцы изображают конъюнкции ДСНФ, а строки – простейшие импликанты СокДНФ.
Составим импликантную матрицу для функции
(ДСНФ)
1 - 2 * 2 - 3 3 - 4 * 4 - 5 * 5 - 6 *
1 - 3 * 2 - 4 3 - 5 4 - 6
1 - 4 2 - 5 3 - 6
1 - 5 2 - 6 *
1 – 6
Дальнейшее склеивание невозможно. Следовательно, полученная запись – СокДНФ.
СокДНФ |
ДСНФ
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Идея метода заключается в том, что поиск «лишних» конъюнкций производится по способу накрытия конъюнкциями меньшего ранга конъюнкций большего ранга.
В строке против каждой простой импликанты ставится знак «» под теми конституентами, которые поглощаются данной простой импликантой.
В тупиковую ДНФ должны входить импликанты, поглощающие все конъюнкции.
ТДНФ 1 =
ТДНФ 2 =
ТДНФ 3 =
ТДНФ 4 =
ТДНФ 5 =
Из полученных ТДНФ выбирается МДНФ:
ТДНФ 1 =
ТДНФ 3 =