- •Конспект лекций по информатике и программированию
- •Часть 1. Основы информатики
- •1. Проблемы информатизации современного общества
- •1.1 Информация и время
- •1.2. Информатика
- •1.3. Как развивалась информатика
- •1.4. Рождение эвм
- •1.5. Современная информатика
- •1.6. Компьютеризация общества
- •1.7. Информационная технология
- •Литература
- •2. Основные понятия информатики
- •2.1. Определение информации
- •2.2. Количество информации
- •2.3. Кодирование информации
- •2.4. Участники процесса передачи информации
- •2.5. Ценность информации
- •2.6. Формы представления информации
- •2.7. Размерность информационных множеств
- •2.8. Параметрическая информация
- •2.9. Элементы теории информации
- •3. Арифметические основы эвм
- •3.1. Системы счисления
- •3.2. Позиционные и непозиционные системы счисления
- •3.3. Двоичная система счисления
- •3.4. Арифметические действия и коды чисел
- •3.5. Представление информации в форме с фиксированной и плавающей точкой
- •3.6. Прямая, обратная и дополнительная форма представления двоичных чисел в эвм
- •4. Логические основы эвм
- •4.1. Алгебра логики
- •4.2 Логические операции
- •4.3. Аксиомы алгебры логики
- •4.4. Законы (теоремы и тождества) алгебры логики
- •4.5. Логические функции
- •4.6. Область определения логических функций
- •4.6. Таблица истинности
- •4.7. Логические функции одной переменной
- •4.8. Логические функции двух переменных
- •4.9. Теоремы разложения
- •4.10. Представление логической функции в виде сднф и скнф
- •4.10.1. Первичные термы
- •4.10.2. Минтермы и макстермы
- •4.10.3. Запись функции в виде сднф и скнф
- •4.10.4. Совершенные нормальные формы в базисах и-не и или-не
- •4.11. Минимизация логических функций
- •4.11.2. Правила минимизации логических функций
- •4.11.3. Минимизация функции с помощью карты Карно
4.9. Теоремы разложения
В теории логических функций особо важное значение имеет теорема разложения Шеннона: любую функцию F(v) можно разложить по переменной xp в форме:
По принципу двойственности получается двойственная теорема разложения:
С теоремой разложения связаны тождества
4.10. Представление логической функции в виде сднф и скнф
Логическая функция дизъюнктивной формы (ДФ): - представляет собой дизъюнкции отдельных членов, каждой из которых, в свою очередь, есть некоторая функция, содержащая только конъюнкции и инверсии.
- где f функция 3х переменных.
Логическая функция дизъюнктивной нормальной формы (ДНФ): - форма представления дизъюнктивной функции, в которой инверсия применяется лишь непосредственно к аргументам (переменным), но не к более сложным функциям от этих аргументов.
- где f функция 3х переменных.
Логическая функция совершенной дизъюнктивной нормальной формы (СДНФ): - если каждый член дизъюнктивной нормальной функции от n аргументов содержит все эти n аргументы, часть из которых входит в него с инверсией, а часть без нее.
- где f функция 3х переменных.
Логическая функция конъюнктивной формы (КФ): - представляет собой конъюнкцию отдельных членов, каждой из которых, в свою очередь, есть некоторая функция, содержащая только дизъюнкции и инверсии.
- где f функция 3х переменных.
Логическая функция конъюнктивной нормальной формы (КНФ): - форма представления конъюнктивной функции, в которой инверсия применяется лишь непосредственно к аргументам (переменным), но не к более сложным функциям от этих аргументов.
- где f функция трех переменных.
Логическая функция совершенной конъюнктивной нормальной формы (СКНФ): - если каждый член конъюнктивной нормальной функции от n аргументов содержит все эти n аргументы, часть из которых входит в него с инверсией, а часть без нее.
- где f функция 3х переменных.
4.10.1. Первичные термы
Терм - это переменные, инверсии переменных, их конъюнкция и дизъюнкция.
Первичные термы: - переменные и их инверсии.
Для первичных термов будем использовать обозначение - где ep = 0 или 1. В общем случае - подставляем сюда значения ep = 0 или 1 получим:
при ep = 0 то
при ep = 1 то
Такое обозначение облегчает формализацию общих соотношений для логических функций:
4.10.2. Минтермы и макстермы
Минтерм: - конъюнкция всех переменных, которые входят в прямом виде, если значение данной переменной в точке определения равно 1, либо в инверсном виде, если значение переменной равно 0.
Обозначение термов позволяет в общем виде записать конъюнкцию любого числа аргументов.
Минимальным термом – минтермом: - называется функция n переменных:
Vi |
x1,x0 |
|
0 |
0 0 |
|
1 |
0 1 |
|
2 |
1 0 |
|
3 |
1 1 |
Из данного определения следует, что имеется 2n – различных минтермов n переменных т.к. минтерм представляет n разрядное двоичное число от 0 до 2n –1.
Запишем все минтермы двух переменных
Макстерм - это дизъюнкция всех переменных, которые входят в прямом виде, если значение данной переменной в точке области определения равно 0, либо в инверсном виде, если значение переменной равно 1.
Vi |
x1,x0 |
|
0 |
0 0 |
|
1 |
0 1 |
|
2 |
1 0 |
|
3 |
1 1 |
где v=(xn-1,…,x0), ep = 0 или 1
Запишем все макстермы двух переменных