Algebra logiki (George'a Boole'a-1854):
Czasami trzeba podjąć decyzję na podstawie pewnych warunków
Przykład - znak rezultatu mnożenia:
- porównaj znaki czynników
- jeśli znaki są równe, wynik +
- jeśli znaki są różne, wynik -
Założenia algebry logiki:
Wszystkie zmienne przyjmują tylko dwie wartości:{0,1}
Wartość funkcji również przyjmują dwie wartości:{0,1}
Podstawowe funkcje:
Jednej zmiennej:
- negacja
x |
F(x)=x- |
0 |
1 |
1 |
0 |
Dwóch zmiennych (przynajmniej dwóch):
- koniunkcja
x |
y |
F(x,y)=x*y |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
- dyzjunkcja
x |
y |
F(x,y)=x˄y |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
AKSJOMATY - podstawowe twierdzenie bez dowodów:
Dla koniunkcji
x*y=y*x x*x=x
x*0=0 x*x-=0 prawo łączności i rozdzielności
x*1=x x(y˅z)=(x*y)˅(x*z)
Dla dysjunkcji
x˅y=y˅x x˅x=x
x˅0=x x˅x-=1
x˅1=1 x˅(y*z)=(x˅z)*(x˅z)
Prawa de Morgana
x-* y-=y-˅x- x-˅y-=y-*x-
Prawo podwójnego przeczenia: x--=x
Funkcje a aksjomaty:
Funkcje zostały zdefiniowane w postaci tabelarycznej
Aksjomaty zostały zdefiniowane w postaci algebraicznej
Aby uprościć funkcje
Zmiana sposobu zapisu:
Przejście z tabeli na zapis algebraiczny:
Zaznaczyć wszystkie wiersze dla których funkcja jest równa 1
Każdemu zaznaczonemu wierszowi przypisać koniunkcję wszystkich zmiennych
Postawić negację nad zmienną, gdy w lewej części tablicy w zaznaczonym wierszu jest równa 0
Z otrzymanych koniunkcji utworzyć dyzjunkcję
Przykład:
x |
y |
F(x,y) |
|
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
x*y- |
1 |
1 |
1 |
x*y |
f(x,y)=x-*y˅x*y-˅x*y
Funkcja pierwotna: F(x,y)=x˅y
Wykorzystanie aksjomatów:
F(x,y)=x-*y˅x*y-˅x*y˅ a˅a=a
F(x,y)= x-*y˅ ˅x*y˅ a=a˅a
F(x,y)= ˅y(x-˅x)
F(x,y)= ˅y
Znak rezultatu mnożenia:
zx,zy- znaki czynników; zi - znak iloczynu
zx |
zy |
zi |
=zx*zy˅zx*zy |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
1 |
1 |
z-x*zy |
1 |
0 |
1 |
zx*z-y |
1 |
1 |
0 |
|
FUNKTORY:
Graficzny sposób przedstawiania funkcji
Także techniczna realizacja funkcji w postaci układu scalonego
Wygląd podstawowych funktorów:
Negacja
Koniunkcja
Dyzjunkcja
zi=z-xzy˅zx*z-y
zx
zy zi
wygląd uogólnionego funktora
do środka wpisany symbol środka
Funktory
Sumator jednobitowy:
- 3 wejścia - sumowane składników i przeniesienie z poprzednich pozycji
- 2 wyjścia - suma i przeniesienie na starszą pozycję
Xi
Yi si
P i-1 Pu+1
Opis funkcji wyjść sumatora jednobitowego:
xi |
yi |
P i-1 |
Si |
|||||||
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||||
0 |
0 |
1 |
1 |
|||||||
0 |
1 |
0 |
1 |
|||||||
0 |
1 |
1 |
0 |
|||||||
xi |
yi |
P i-1 |
Si |
|||||||
1 |
0 |
0 |
1 |
|||||||
1 |
0 |
1 |
0 |
|||||||
1 |
1 |
0 |
0 |
|||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
|||||||
xi |
yi |
P i-1 |
P i+1 |
Si |
||||||
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
||||||
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
||||||
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
||||||
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
||||||
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
||||||
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
||||||
xi |
yi |
P i-1 |
Pi+1 |
|||||||
0 |
0 |
0 |
0 |
|||||||
0 |
0 |
1 |
0 |
|||||||
0 |
1 |
0 |
0 |
|||||||
0 |
1 |
1 |
1 |
|||||||
1 |
0 |
0 |
0 |
|||||||
1 |
0 |
1 |
1 |
|||||||
1 |
1 |
0 |
1 |
|||||||
1 |
1 |
1 |
1 |
PODSUMOWANIE:
Algebra Boole'a pozwala funkcji na zapis zależności logicznych
Wartości zmiennych i funkcji należą do zbioru {0,1}
W oparciu o funkcje (negacja, koniunkcja, dyzjunkcja)
Do przedstawienia funkcji wykorzystujemy zapisy:
- tabelaryczny
- algebraiczny
- graficzny (funktory)
ALGEBRA LOGIKI (BOOLE'A)
1
3
4
1
2
x*y
x*y
x*y-
x(y-˅y)
x
Σsp