Билет 16. Логические формулы. Приоритеты выполнения логических операций в сложном логическом выражении. Операции И, ИЛИ, НЕ образуют полную систему логических операций, из которой можно построить сколь угодно сложное логическое выражение. Кроме базовых операций в логике также часто используются следующие дополнительные операции:
ИМПЛИКАЦИЯ (логическое следование);
ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ (логическое тождество, равнозначность);
Исключающее ИЛИ (исключающая дизъюнкция); Операция И-НЕ (штрих Шеффера); Операция ИЛИ-НЕ (стрелка Пирса).
ИМПЛИКАЦИЯ
Логическую операцию ИМПЛИКАЦИЯ называют логическим следованием. Операция связывает два логических выражения, из которых первое является условием, а второе – следствием из этого условия (лат. implico – тесно связаны).
ИМПЛИКАЦИЯ (логическое следование) – бинарная логическая операция, соответствующая связке «если … , то …».
Результат импликации будет ложным тогда и только тогда, когда условие (А) истинно, а следствие (В) – ложно, в остальных случаях результат – истина.
Обозначение: →, , (A → B; A B)
Пример:
А «Идёт дождь».
В «На улице сыро».
А → В «Если идёт дождь, то на улице сыро». Таблица истинности импликации:
ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ
Логическую операцию ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ называют логическим тождеством или равнозначностью. Операция определяет результат сравнения двух логических выражений (лат. aequivalens – равнозначный, равноценный).
ЭКВИВАЛЕНТНОСТЬ (логическое тождество, равнозначность) – бинарная логическая операция, соответствующая связке «Тогда и только тогда, когда …».
Результат операции эквивалентность истинен только тогда, когда А и В одновременно истинны или одновременно ложны.
Обозначение: , , , (AB; AB; A B; A B)
Операция обозначается словами: «тогда и только тогда», «необходимо и достаточно», «... равносильно ...». Пример:
А «День сменяет ночь».
В «Солнце скрывается за горизонтом».
А В «День сменяет ночь тогда и только тогда, когда солнце скрывается за горизонтом».
Таблица истинности эквивалентности:
Исключающее ИЛИ
Исключающее ИЛИ называют Исключающей дизъюнкцией, неэквивалентностью (XOR).
Исключающая дизъюнкция – бинарная логическая операция, соответствующая связке «Либо ... , Либо … ».
Результат исключающей дизъюнкции будет истинным тогда и только тогда, когда значение одного из операндов истина, а другого – ложно.
Обозначение: , XOR (A B, A XOR B)
Таблица истинности исключающей дизъюнкции:
A B A B
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Как видно из таблицы истинности, операция XOR фактически сравнивает на совпадение два двоичных разряда.
Операция И-НЕ
Другое название этой операции – штрих Шеффера.
Операция И-НЕ – бинарная логическая операция, результат которой будет ложным тогда и только тогда, когда значения обоих операндов истинны.
Обозначение: , ‘ (апостроф) (A B, A ‘ B)
Таблица истинности операции И-НЕ:
A B A B
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Таким образом, высказывание A B означает, что А и В несовместны, т. е. не являются истинными одновременно.
Операция ИЛИ-НЕ
Другое название этой операции – стрелка Пирса.
Операция ИЛИ-НЕ – бинарная логическая операция, результат которой будет истинным тогда и только тогда, когда значения обоих операндов ложны.
Обозначение: (A B)
Таблица истинности операции ИЛИ-НЕ:
A B A B
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Таким образом, высказывание «X ↓ Y» означает «ни X, ни Y».
Таблица истинности составляется по следующему алгоритму:
1) определить число простых логических выражений (n);
2) определить число строк в таблице истинности (q=2n);
3) определить количество логических операций (m);
4) определить количество столбцов: количество простых логических выражений + количество операций (n + m);
4) записать все возможные значения простых логических выражений;
5) определить порядок логических операций;
6) записать логические операции в таблицу истинности и определить для каждой значение.
Пример для логической функции с таблицей истинности.
Функция: A&(BC)
Количество простых логических операций (A, B, C) n = 3 количество строк =
2n =23 = 8.
Количество логических операций (, &, ) m= 3 количество столбцов = n + m = 3 +3 = 6.
Таблица истинности состоит из 8 строк и 6 столбцов:
А В С A BC A&(BC)
0 0 0 1 0 0
0 0 1 1 1 1
0 1 0 1 1 1
0 1 1 1 1 1
1 0 0 0 0 0
1 0 1 0 1 0
1 1 0 0 1 0
1 1 1 0 1 0
Из таблицы видно, при каких наборах переменных функция принимает значение истина, а при каких ложь.
|