Булевы функции
Переменная Хi называется существенной переменной функции f, если существует хотя бы одна пара u, v наборов значений переменных соседних по i — той переменной, такая, что f(u)?f(v).
Переменная Хi называется фиктивной переменной функции f, если для любых наборов u, v соседних по i — той переменной f(u)=f(v).
Суперпозицией функций f1, f2, …, fn называется функция, полученная с помощью подстановок этих функций друг в друга на места переменных, а также с помощью переименования переменных. Выражение, описывающее суперпозицию называется формулой.
Таблица истинности
bc необходимо ввести так: a*b*c+a*b=c+a=b*c
Для ввода данных в виде логической схемы используйте этот сервис.
Для булевой функции, заданной вектором значений (например, 00111011 ) используйте ввод данных через таблицу.
Правила ввода логической функции
- Вместо символа v (дизъюнкция, ИЛИ) используйте знак + .
- Перед логической функцией не надо указывать обозначение функции. Например, вместо F(x,y)=(x|y)=(x^y) необходимо ввести просто (x|y)=(x^y) .
- Максимальное количество переменных равно 10 .
- словесное описание – это форма, которая используется на начальном этапе проектирования имеет условное представление.
- описание функции алгебры логики в виде таблицы истинности.
- описание функции алгебры логики в виде алгебраического выражения: используется две алгебраические формы ФАЛ:
а) ДНФ – дизъюнктивная нормальная форма – это логическая сумма элементарных логических произведений. ДНФ получается из таблицы истинности по следующему алгоритму или правилу:
1) в таблице выбираются те строки переменных для которых функция на выходе =1 .
2) для каждой строки переменных записывается логическое произведение; причём переменные =0 записываются с инверсией.
3) полученное произведение логически суммируется.
Fднф= X 1*Х2*Х3 ∨ Х1 x 2Х3 ∨ Х1Х2 x 3 ∨ Х1Х2Х3
ДНФ называется совершенной, если все переменные имеют одинаковый ранг или порядок, т.е. в каждое произведение обязательно должны включаться все переменные в прямом или инверсном виде.
б) КНФ – конъюнктивная нормальна форма – это логическое произведение элементарных логических сумм.
КНФ может быть получена из таблицы истинности по следующему алгоритму:
1) выбираем наборы переменных для которых функция на выходе =0
2) для каждого набора переменных записываем элементарную логическую сумму, причём переменные =1 записываются с инверсией.
3) логически перемножаются полученные суммы.
Fскнф=(X1 V X2 V X3) ∧ (X1 V X2 V X 3) ∧ (X1 V X 2 V X3) ∧ ( X 1 V X2 V X3)
КНФ называется совершенной, если все переменные имеют одинаковый ранг.
Все операции алгебры логики определяются таблицами истинности значений. Таблица истинности определяет результат выполнения операции для всех возможных логических значений исходных высказываний. Количество вариантов, отражающих результат применения операций, будет зависеть от количества высказываний в логическом выражении. Если число высказываний в логическом выражении N, то таблица истинности будет содержать 2 N строк, так как существует 2 N различных комбинаций возможных значений аргументов.
Существенные и несущественные переменные
В этом случае xk называют существенной переменной, в противном случае xk называют несущественной (фиктивной) переменной. Другими словами, переменная является несущественной, если ее изменение не изменяет значения функции.
| x1 | x2 | f1(x1,x2) | f2(x1,x2) |
| 0 | 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 0 |
Для этих функций переменная x1 — существенная, а переменная x2 — несущественная.
Очевидно, что булевы функции не изменяют свои значения путем введения (или удаления) несущественных переменных. Поэтому, в дальнейшем булевы функции рассматриваются с точностью до несущественных переменных (в примере можно записать: f1(x1,x2)=x1, f2(x1,x2)=¬x1).