Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
UchebnoePosobie.doc
Скачиваний:
72
Добавлен:
11.11.2019
Размер:
6.36 Mб
Скачать

1.5.5. Суперпозиция булевых функций

Функция f, получаемая из функций f1, f2,…fn с помощью операций подстановки и переименования аргументов, называется суперпозицией функций.

Всякая формула, выражающая функцию f как суперпозицию других функций, задаёт способ её вычисления, т. е. формулу можно вычислить, если вычислены значения всех её подформул. Значение подформулы можно вычислить по известному набору значений двоичных переменных.

По каждой формуле можно восстановить таблицу логической функции, но не наоборот, т.к. каждой логической функции можно представить несколько формул в различных базисах

Формулы Fi и Fj представляющие одну и ту же логическую функцию fi, называются эквивалентными. Так, эквивалентными формулами являются:

  1. f2(x1; x2)=(x1×`x2)=ù(`x1x2)= ù(x1®x2);

  1. f6(x1; x2)=(`x1×x2x1×`x2)= ù(x1«x2)=(x1x2);

  1. f8(x1; x2)=(`x1×`x2)= ù(x1x2)=(x1¯x2);

  2. f14(x1;x2)=(`x1`x2)= ù(x1×x2)=x1½x2;

  3. f9(x1;x2)=((`x1×`x2)(x1×x2))=(x1«x2);

  4. f13(x1;x2)=(`x1x2)=(x1®x2).

Если какая-либо формула F содержит подформулу Fi, то замена Fi на эквивалентную Fj не изменяет значения формулы F при любом наборе булевого вектора, но изменяет форму её описания. Вновь полученная формула F` эквивалентна формуле F.

Для упрощения сложных алгебраических выражений булевой функции выполняют эквивалентные преобразования, используя законы булевой алгебры и правила подстановки и замещения,

При написании формул булевой алгебры следует помнить:

  • число левых скобок равно числу правых скобок,

  • нет двух рядом стоящих логических связок, т. е. между ними должна быть формула,

  • нет двух рядом стоящих формул, т. е. между ними должна быть логическая связка,

  • логическая связка “” сильнее логической связки “”,

  • если “ ” относится к формуле (F1F2) или (F1 F2), то прежде всего следует выполнить эти преобразования по закону де Моргана: (F1F2)=F1F2 или (F1F2)=F1F2;

  • операция “ ” сильнее “”, что позволяет опускать скобки.

Пример: выполнить эквивалентные преобразования формулы F=x1x2x3x4x1x3x2x3x3x4.

  • по закону коммутативности:

F=x3x1x2x4x3x1x3x2x3x4;

  • по закону дистрибутивности:

F=x3x1x2x4x3x1x3(x2x4);

  • по закону дистрибутивности:

F=x3x1x2x4x3(x1x2x4);

  • по закону дистрибутивности:

F=x3((x1x2x4)(x1x2x4));

  • по закону де Моргана:

F=x3((x1x2x4)(x1x2x4));

  • по закону противоречия:

F=x31=x3.

Таким образом x1x2x3x4x1x3x2x3x3x4=x3.

Пример: выполнить преобразования формулы

F=(x1x2x1x2)(x1x2)(x1x2)(x1x2x1x2);

  • по закону де Моргана

F=(x1x2x1x2)(x1x2)(x1x2)(x1x2)(x1x2);

  • по закону дистрибутивности:

F=x1x2x1x2x1x2;

  • по законам коммутативности и дистрибутивности:

F= x1x2x1(x2x2);

  • по закону противоречия:

F= x1x2x1;

  • по закону Порецкого

F= x1x2.

Таким образом (x1x2x1x2)(x1x2)(x1x2)(x1x2x1x2)= (x2x1).

Пример: выполнить преобразование формулы F=(x1x2)((x1x3)x2).

  • по закону де Моргана:

F= (x1x2)((x1x3)x2);

  • по закону де Моргана:

F=x1x2((x1x3)x2);

  • по закону де Моргана:

F=x1x2(x1x3x2);

  • по закону дистрибутивности:

F=x1x2x3x1x2;

  • по закону поглощения:

F=x1x2.

Таким образом (x1x2)((x1x3)x2)= x1x2.

Пример: выполнить преобразование формулы:

F=ù(x1®x2)×(`x3`x4)(x1¯x2)×ù(x3×x4).

1) преобразовать формулу в базис булевой алгебры:

F=ù(`x1x2)×(`x3`x4)ù(x1x2)× ù(x3×x4);

2) опустить знак “` “ до двоичных переменных:

F=(x1×`x2)×(`x3`x4)(`x1×`x2)×(`x3`x4);

3) преобразовать формулу по закону дистрибутивности:

F=x1×`x2×`x3x1×`x2×`x4`x1×`x2×`x3`x1×`x2×`x4;

4) вынести за скобку `x2 по закону дистрибутивности:

F=`x2×(x1×`x3x1×`x4`x1×`x3`x1×`x4);

5) преобразовать по закону дистрибутивности:

F=`x2×(`x3×(x1`x1)`x4×(x1`x1));

6) использовать закон противоречия:

F=`x2×(`x3`x4)

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]