- •4.3 Методы анализа графа. Поиск в ширину. Нахождение кратчайших путей в графе……………………………………………………………………………..…….………88
- •Введение
- •1.Элементы функциональной полноты в классе двоичных функций.
- •1.1 Основные двоичные функции и их своства. Булевой функцией f(x1 … xn) называют функцию, аргументы которой принимают значения из множества , и значение функции также из множества {0;1}.
- •Бинарная операция ассоциативна, если тождественно выполняется: ;
- •1.2 Утверждение о числе функций от n переменных.
- •1.3 Представление функции в виде совершенной дизъюнктивной и совершенной конъюнктивной формах. Разложение функции по начальному множеству переменных.
- •1.4 Утверждение о представлении двоичной функции в виде полинома Жегалкина .
- •1.5 Основные замкнутые классы двоичных функций относительно суперпозиций функций.
- •1.6 Критерий полноты в класее двоичных функций относительно суперпозиций функций.
- •I этап :
- •II этап :
- •II этап :
- •1.7 Предполные классы двоичных функций.
- •Все полные системы для классов t0, t1, s, m, l в утверждениях выше являются базисами для этих систем.
- •2 .Минимизация днф заданной функции.
- •2.1 Геометрическая интерпретация двоичных функций.
- •2.2 Утверждение о максимальных интервалах и тупиковых покрытиях.
- •1 Этап:
- •2 Этап:
- •2.3 Метод поиска всех максимальных интервалов заданной функции с помощью операции склеивания и сокращения.
- •2.4 Метод нахождения всех тупиковых покрытий максимальными интервалами.
- •Достаточно ясна связь задачи нахождения тупиковых покрытий и минимизации функции покрытия.
- •2.5 Метод построения сокращённой д.Н.Ф. С помощью обобщенного склеивания
- •3. Элементы математической логики. Исчисление высказываний, его полнота.
- •Семь теорем.
- •2) . Запишем аксиому а3 в следующем виде: вместо в подставим формулу а, а вместо а подставим
- •Доказательство полноты исчисления высказываний.
- •4 Графы
- •4.1 Неориентированные, ориентированные графы. Способы задания графов.
- •Представление графов
- •1. Задание графа с помощью матрицы смежности.
- •2. Задание графа с помощью матрицы инцидентности.
- •3. Задание графа с помощью списка смежности.
- •4.2 Азбука теории графов. Маршрут, путь, простой путь. Цикл. Простой цикл. Связность в графе.
- •Связные графы
- •4.3 Методы анализа графа. Поиск в ширину. Нахождение кратчайших путей в графе.
- •4.4 Поиск в глубину. Нахождение остовного дерева с помощью поиска в глубину.
- •4.5 Укладки графов. Планарные графы.
- •Теорема Эйлера
- •4.6 Критерий Понтрягина-Куратовского планарности графа.
- •4.7 Хроматическое число графа.
- •5 Элементы комбинаторики.
- •5.1 Упорядоченные наборы с повторением и без повторений.
- •Упорядоченные наборы а элементов n данных с возможными повторениями.
- •5.2 Неупорядоченные наборы элементов из данных без повторений.
- •5.3 Неупорядоченные наборы элементов из п данных с возможными повторениями.
- •5.4 Метод включения-исключения.
- •Упражнения.
- •5.5 Основы метода производящих функций.
- •5.6 Основы теории перечисления Пойа. Лемма Бернсайда.
- •Упражнения.
- •6 Основы схем из функциональных элементов. Проблема минимизации
- •6.1 Сложность мультиплексора порядка .
- •1) Мультиплексор порядка
- •6.2 Сложность дешифратора порядка n.
- •2) Дешифратор порядка .
- •6.3 Сложность универсального многополюсника.
- •3) Универсальный многополюсник.
- •6.4 Оценка сложности функций n переменных .
- •7. Элементы теории конечных автоматов.
- •7.1 Ограниченно- детерминированные функции и автоматные языки. Эквивалентность.
- •8. Элементы теории кодирования.
- •Теория кодирования.
- •8.1 Критерий однозначности кодирования.
- •8.2 Критерий префиксного кодирования Мак-Миллана.
II этап :
Построим вывод :
Рассмотрим полином Жегалкина функции . .
В силу того, что нелинейная, полином содержит по крайней мере одно слагаемое, которое есть конъюнкция по крайней мере двух переменных. Для определенности будем считать, что эта конъюнкция первых двух переменных. Используя дистрибутивность умножения относительно суммы, сгруппируем слагаемые следующим образом .
Из всех слагаемых, содержащих и вынесем за скобку конъюнкцию этих двух переменных ; полином в скобках обозначим ; из всех слагаемых, содержащих только ,
вынесем за скобку : ; из всех слагаемых, содержащих , вынесем : ; останутся слагаемые, которые не содержат ни , ни , обозначим этот полином .
Из единственности полинома Жегалкина следует, что существует значение переменных , при котором . Совершим соответствующие подстановки констант в нелинейную функцию .
Таким образом, получили функцию ,
где некоторые константы.
Имеем восемь случаев :
-
1
2
3
f(x1,x2)
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
На самом деле достаточно рассмотреть всего лишь четыре случая, а именно, случай сводится к случаю, когда подстановкой соответствующей функции в функцию отрицания .
Таким образом, достаточно рассмотреть случаи:
1) ; 2) ; 3) ; 4) .
1)
Требуемая конъюнкция получена.
2) .
3) .
4)
Например, из получим . После группировки слагаемых получаем , полином равен 1, например, если , . Подставляем 1 в , 0 в , получаем функцию . Подставляем в переменную , получаем .
Упражнение 1: Исследовать на полноту:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
Упражнение 2: Получить из функции функции .
1)
2)
4)
5)
не полная 6)
0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0
1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0
Примеры:
1) Исследовать на полноту систему :
-
T0
T1
S
M
L
f1
-
+
-
-
-
f2
-
f3
2) Исследовать на полноту систему
:
-
T0
T1
S
M
L
f1
+
-
-
+
+
f2
-
+
+
f3
+
-
f4
+
-
f5
+
Система неполная, т.к. и монотонны, то и суперпозиция этих функций монотонны,поэтому пятая функция тоже монотонна.
Система принадлежит монотонному классу, поэтому неполна.
3) Можно ли из системы функций
получить функцию 0 :
-
T0
T1
S
M
L
f1
-
-
+
-
+
f2
+
f3
+
+
Система принадлежит классу самодвойственных функции, в силу замкнутости этого класса, и в силу несамодвойственности 0, получить 0 из функций системы нельзя.
4) Можно ли из системы функций
получить и , и если «да», опишите определяющие выражения :
-
T0
T1
S
M
L
f1
+
-
-
-
f2
-
f3
-
Система полная, поэтому получить можно любые функции.
I :
II:
5) Можно ли из системы функций
получить функции
, и если “да”, опишите определяющие выражения :
-
T0
T1
S
M
L
f1
-
-
-
-
f2
-
-
x1
x2
x3
f1
0
0
0
1
0
0
1
0
0
1
0
0 -
0
1
1
1
1
0
0
0
1
0
1
0 -
1
1
0
1
1
1
1
0
I :
Упражнения : Исследовать на полноту системы :
1) ; 2) ; 3) ;
4) ; 5) ;
Можно ли из соответствующих систем функций получить следующие функции , и если “да”, то напишите определяющее выражение:
6) из системы функций получить функцию ;
7) из системы функций
получить функцию 0 ;
8) из системы функций получить функции ;
9) из системы функций
получить функции
;
10) из системы функций получить функции ;