Файл: Архаров В.И. Арифметические и логические основы цифровых вычислительных машин учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.07.2024

Просмотров: 70

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

х, у, а М — как ось ох этой плоскости. В этом случае точка х является проекцией точки (х, у). Поэтому множество Е Р, отвечающее логи­ ческой функции F (х), равной (gp) Р (х, у), совпадает с обычной ортогональной проекцией множества Ер на ось ох. Обозначая про­ екцию какого-нибудь множества Я на М символом ПрхН, мы мо­ жем записать, что

Ер = прхЕр.

Чтобы установить теоретико-множественный смысл квантора общности, применим закон действия отрицания на квантор. Пусть

F (х) = у (Р) (х, у). Тогда (у) Р (х, у) = (ду) Р (х , у). Операции отрицания, как известно, соответствует теоретико-множественная операция дополнения. Отсюда Е Р ---= СпрхСЕр, т. е. множество, отвечающее функции (у) Р (х, у), есть дополнение к проекции на М дополнения к Ер. Справедливо и обратное положение: всякое мно­ жество R, являющееся проекцией на М множества V, принадлежа­

щего М 2

: R =

ПрхУ, может быть представлено как ЕР, где F (х)

есть (ду)

Р (х,

у), причем V =

Ер.

 

Действительно, множеству

R отвечает предикат

F (х), опреде­

ленный

на М,

а множеству V —-предикат Р (х, у),

определенный

на М 2,

и, очевидно:

 

 

Р(х) = ( зу ) Р ( х , у).

Если R' — дополнение к проекции V, то R' соответствует, оче­

видно, предикату (у) Р (х, у). В самом деле, предикату (у) Р (х, у) соответствует множество СпрхСЕ-, но СЕ- = Е = V, следова­

тельно, СпрхСЕ- = С xV, очевидно кванторы связаны с операцией

проектирования, а проектирование имеет указанный геометриче­ ский смысл.

При решении некоторых задач, возникающих в больших систе­ мах, где типичным является наложение ограничений на пределы изменения переменных, целесообразно использовать исчисление предикатов с ограниченными кванторами.

Вопросы и задачи для самопроверки

1.Какие из следующих выражений можно рассматривать как предикаты при определенном выборе области изменения входящих в них переменных:

а) 5—3 = 2;

б) х включается в у,

в) х при делении на у дает остаток г?

2.Для каждого приведенного ниже высказывания найти предикат (одно­ местный или многоместный), который обращается в данное высказывание при замене предметных переменных некоторыми аргументами:

а)

2 + 3 = 5;

 

б)

сегодня—четверг;

 

в) Володя и Саша — братья.

и х<С2, определенные на множе­

3. Даны два одноместных предиката: х > 2

стве действительных чисел. Для каких

действительных чисел истинна:

-а) конъюнкция, б) дизъюнкция, в) импликация, г) эквивалентность дан­ ных предикатов?

163


4.Каким условиям удовлетворяют множества истинности одноместных пре­ дикатов А (х), и В (х), определенных на множестве М, если конъюнкция

их:

а) тождественно истинна; б) тождественно ложна;

в) удовлетворяется всеми элементами, принадлежащими множеству ис­

тинности предиката А (х)?

5. Каким условиям удовлетворяют множества истинности предикатов А (х ) и В (х), определенных на множестве М, если:

а) дизъюнкция их тождественно истинна, б) импликация А (х) -> В (х) тождественно ложна,

в) эквивалентность данных предикатов тождественно ложна.

6.Дан одноместный предикат А (х), определенный на множестве М. Записать

с помощью кванторов общности и существования следующие высказыва­ ния:

а) существует не менее одного элемента множества М, который удовлет­ воряет А (х) (для которого А (х)),

б) существует не более одного элемента множества М, удовлетворяющего предикату А (х),

в) существуют, по крайней мере, два элемента множества М, удовлетво­

ряющие А (х), г) существует не более-двух элементов множества М, для которых А (х),

д) существуют точно два элемента множества М, удовлетворяющие А (х).

Л И Т Е Р А Т У Р А

Часть I

Главы первая, вторая, третья

1.К а р ц е в М. А. Арифметические устройства электронных цифровых машин. Физматгиз, 1968 г.

2.П а п е р н о в А. А. Логические основы цифровых машин и программи­ рования. Изд-во «Наука», 1965 г.

3.А. И. К и т о в , Н. А. К р и н и ц к и й. Электронные цифровые ма­

4.

шины и программирование, Физматгиз, 1959 г.

 

И. Я.

А к у ш с к и й,

Д .

И. Ю д и ц к и й. Машинная арифметика

5.

в остаточных классах. Изд-во «Советское радио», 1968 г.

теории и

А н и с и м о в

Б.

В.

и Ч е т в е р и к о в

В. Н. Основы

 

проектирования

цифровых

вычислительных

машин. Изд-во

«Машино­

6.

строение» 1965 г.

К а н е в с к и й

М. М.

Цифровые вычислительные

К о г а н

Б. М. ,

 

машины

и системы.

Изд-во «Энергия»,

1970 г.

 

 

Часть И

Глава четвертая

1.П о с п е л о в Д. А. Логические методы анализа и синтеза схем. Изд-во

«Энергия», 1964.

2.

Г л у ш к о в

В. М.

Синтез

цифровых

автоматов.

Физматгиз,

1962.

 

 

 

 

Глава пятая

 

 

 

 

1.

Г л у ш к о в

В.

М.

Синтез цифровых

автоматов.

Физматгиз,

1962.

2.

Т р а х т е н б р о т

Б. А.,

К о б р и н с к и й Н.

Е. Введение в тео­

 

рию конечных

автоматов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Глава

шестая «

 

 

 

1.

В а в и л о в

Е. Н. ,

П о р т н о й

Т.

Н.

Синтез

схем электронных

 

цифровых машин.

Изд-во «Советское радио»,

1963.

 

 

2.Г о л ы ш е в Л. К- Структурная теория цифровых машин. М. «Энер­ гия», 1971.

3.К о л д у э л л С. Логический синтез релейных устройств. Пер. с англий­ ского под ред. М. А. Гаврилова И. Л ., 1962.

4.П а п е р н о в П. А. Логические основы ЦВТ. М. Изд-во «Советское радио», 1972.

Глава седьмая

1.Н о в и к о в П. С. Элементы математической логики. Физматгиз, 1959.

2.Г л у ш к о в В. М. Введение в кибернетику, 1964.

165


О Г Л А В Л Е Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

стр.

Введение

..........................................................................................................................

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

Часть I. Арифметические основы ЦВМ

 

 

Глава первая — Системы счисления ........................................................................

 

 

5

§ 1. Позиционные системы счисления ...............................................................

 

 

§

2. Сравнительный анализ позиционных систем счисления при ис­

 

§

3.

пользовании их в Ц В М .................................................................................

 

 

10

Арифметика двоичных

и восьмеричных ч и с е л ...............................

12

§

4.

Перевод чисел из одной позиционной системы в другую . .

. .

15

§

5.

Непозиционные системы счисления ...........................................................

 

23

Глава вторая. Представление чисел в цифровых машинах .......................

26

§ 1.

Формы представления чисел в м аш и н ах ..................................................

 

§ 2.

Представление отрицательных чисел вЦ В М ........................................

 

33

§ 3.

Коды

ч и с е л .......................................................................................................

 

 

 

 

§

4.

Переполнение разрядной сетки м аш ины ..................................................

 

41

Глава третья. Выполнение

арифметических

операций в цифровых

вы­

 

числительных м аш инах.......................................................................

 

 

 

 

 

§

1.

Выполнение элементарных операций в арифметическом устрой­

§

2.

стве

....................................................................................................................

 

 

 

 

Выполнение операций сложения и вычитания в ЦВМ с фиксиро­

49

§

3.

ванной

за п я т о й ..............................................................................................

 

 

 

Выполнение операции умножения в ЦВМ с фиксированной за­

50

§

 

пятой

................................................................................................................

 

 

 

 

 

4.

Деление чисел в ЦВМ с фиксированной за п я т о й .............................

. . .

56

§

 

5.

Арифметические операции в ЦВМ с плавающейзапятой

59

§

6.

Сложение и вычитание чисел в ЦВМ с плавающейзапятой

. .

60

§

7.

Умножение чисел в ЦВМ с плавающей за п я т о й .............................

 

64

§

 

8. Деление чисел в ЦВМ с плавающей за п я т о й .................................

 

67

 

 

Вопросы и задачи для сам оп р овер к и .....................................................

 

71

 

 

 

 

Часть

II. Логические основы ЦВМ

 

 

Глава

 

 

четвертая.

Математическая

логика ...........................................

 

73

§

 

 

1. Простые и сложные высказывания..........................................

 

§ 2.

Некоторые понятия и определения булевой ал гебр ы ........................

 

74

§

 

 

4.

3. Логические с в я з и ..........................................................

 

79

§

 

 

Основные законы булевой

алгебр ы ..........................................

 

84

§

 

 

5.

Заменяемости

основных

с в я з е й ............................................

 

90

§

6.

Применение основных законов булевой алгебры при поиске про­

92

 

 

стого варианта логического вы раж ения..................................................

 

§

 

 

 

7. Алгебра

Ж егалкина.......................................................

 

95

§ 8.

Функционально полные системы булевых ф у н к ц и й ........................

 

97

 

 

Вопросы и задачи для сам опроверки ....................................................

 

101

166


Глава пятая.

Представление

функций

булевой

алгебры

нормальными

формами

................................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

 

103

§ 1.

Нормальные формыбулевых

ф ун к ц и й ......................................................

 

 

§

2.

Совершенная дизъюнктивная нормальная форма булевой функ­

§

3.

ции

(С Д Н Ф ).....................................................................................................

 

 

 

 

 

105

Совершенная конъюнктивная нормальная форма булевой функ­

§

4.

ции (С К Н Ф ).....................................................................................................

 

 

 

функций

ПО

Геометрическая интерпретация булевых

115

§

5.

Разложение булевой

функции

на конституенты

(закон

разло­

 

 

жения ф ун к ци й )................................................................................................

 

 

 

 

 

118

§

6.

Схемная

реализация

булевых

ф ун к ц и й ................................................

 

124

 

 

Вопросы

изадачи длясамопроверки ................................

 

 

128

Глава шестая. Минимизация булевых функций

................................................

 

129

§

1.

Основные определения цели и задачи си н т еза ....................................

 

§

2.

Упрощение нормальных форм булевых ф ун к ц и й ..............................

132

§

3.

Использование операций склеивания и поглощ ения.....................

135

§

4.

Методы минимизации СДНФ

булевых ф у н к ц и й

..............................

137

 

 

Вопросы

и задачи для сам оп р овер к и ....................................................

 

 

155

Глава

седьмая.

Исчисление

п р ед и к а то в .............................................................

 

 

156

§

1.

Основные понятия логики

предикатов

.............................................

 

§

2.

Тождественные преобразования в исчислении предикатов

. . . 158

§ 3.

Предикаты с ограниченными

кванторами...........................................

 

160

 

 

Вопросы и задачи для самопроверки .................................................

 

 

163

Литература

.......................................................................................................................

 

 

 

 

 

 

165

Редактор О. Александрова

Техн. редактор А. Урицкая

Корректор Л. Николаева

Сдано в набор 16/XI 1973 г. Подписано к печати 16/IV 1974 г. М-07639. Бумага бОХЭО'ме. Объем 10,51. Уч.-изд. л. 11,8. Тираж 1000 экз. Цена 1 р. 30 к. Зак. № 2437.

Ленинградская типография № 4 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Со­ вета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 196126, Ленинград, Ф-126, Социалистическая ул., 14.