Вопрос 45. Примеры логических функций. Таблицы истинности. Приоритет выполнения логических операций. Примеры вычисления задач.

Логическая функция - это функция логических переменных, которая

может принимать только два значения : 0 или 1. В свою очередь,

сама логическая переменная (аргумент логической функции) тоже может

принимать только два значения : 0 или 1.

Логический элемент - это устройство, реализующее ту или иную

логическую функцию.

Y=f(X1,X2,X3,...,Xn) - логическая функция, она может быть задана

таблицей, которая называется таблицей истинности.

 

 

Число строк в таблице - это число возможных наборов значений аргументов. Оно равно 2ⁿ, где n - число переменных. Число различных функций n переменных равно 2^{2^n}.

Логические функции одной переменной

Таблица истинности функции одной переменной Y=f(X) содержит всего

2 строки, а число функций одной переменной равно 4.

1. Функция константа 0, Y=0. Техническая реализация этой функции -

соединение вывода Y с общей шиной с нулевым потенциалом.

Таблица истинности функции константа 0 имеет вид:

 

 

2. Функция Y=f(X)=X - функция повторения. Техническая реализация этой функции - соединение между собой выводов X и Y. Таблица истинности функции повторения имеет вид:

 

3. Функция Y=f(X)=NOT(X) - отрицание НЕ или инверсия (NOT(X) - это НЕ X).

Техническая реализация этой функции - инвертор на любом транзисторе

или логическом элементе, или транзисторный ключ.

Таблица истинности функции отрицания имеет вид:

 

Логический элемент НЕ обозначается на схемах следующим образом:
(пишется X c чертой сверху)

 

4. Функция константа 1, Y=1. Техническая реализация этой функции -

соединение вывода Y с источником питания.

Таблица истинности функции константа 1 имеет вид:

 

Важнейшей функцией одной переменной является отрицание НЕ,

остальные функции являются тривиальными.

Логические функции двух переменных

Таблица истинности функции двух переменных Y=f(X1,Х2) содержит 4

строки, а число функций двух переменных равно 16.

Приоритет логических операций При объединении нескольких логических операций нужно помнить, что они, подобно математическим операциям, подчинены правилам приоритета (табл. 4.6). Для изменения приоритета выполняемых действий необходимо использовать скобки. Приоритет Логическая операция 1 (самый высокий) Not 2 And 3 (самый низкий) Or, Xor Операции xor и or имеют одинаковый приоритет, и значит, при отсутствии скобок, выполняются слева направо.   ЗАПОМНИТЕ! Это очень важно! Приоритет любой операции сравнения ниже, чем. любой логической операции. Это значит, что при объединении сравнений при помоши логических операций каждое сравнение необходимо взять в скобки. Например, утверждение 2 <= х <= 4 должно бьипь записано как (2<=х) and (х<=4).

Пример решения задачи

ЗАДАНИЕ. Проверить, является ли тавтологией формула: a & b → (a & b ∨ c ∨ c) .

РЕШЕНИЕ. Упростим данную формулу, используя известные соотношения x → y = x ∨ y , x&y=x∨y, x∨x=1, x∨1=1.Получаем:
a & b → (a & b ∨ c ∨ c) = a & b ∨ (a & b ∨ c ∨ c) = (a ∨ b) ∨ ((a & b) ∨ (c ∨ c)) =

=(a∨b)∨(a&b∨1)=(a∨b)∨1=1
Таким образом, формула является тавтологией.