Файл: Ливенцев В.В. Кибернетика горных предприятий (основные положения) учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 02.08.2024
Просмотров: 60
Скачиваний: 0
Т а б л и ц а I I
А |
В |
А+В |
1 |
1 |
\ |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
° |
|
|
Если к сказуемому какого-либо высказывания присоеди нить частицу «не» или ко всему высказыванию слово «невер но», то образуется новое высказывание, которое называется отрицанием данного и обозначается той же буквой, что и дан ное, но с чертой над буквой. Приведем примеры: А — конвейер работает; А — конвейер не работает; В — содержание метана в горной выработке меньше допустимого; В — неверно, что со держание метана в горной выработке меньше допустимого.
Если данное высказывание истинно, то отрицание его лож но, и наоборот, например: «дважды два равно пяти» — Л = 0, «неверно, что дважды два равно пяти» — А = \.
Все это отражено в таблице истинности операции отрица ния (табл. 12).
Т а б л и ц а 12
АА
1 |
0 |
0 |
1 |
Каждая из рассмотренных нами логических операиий ал гебры высказываний обладает определенными свойствами.
Перечислим эти свойства.
1. От перемены порядка высказываний истинность их логи ческого произведения или суммы не меняется (переместительное свойство) :
АВ = ВА; |
(111.24) |
А + В = В+А. |
(ПІ.25) |
2. Групповые объединения высказываний при составлении логического произведения или суммы не меняют их истинности (сочетательное свойство) :
(АВ)С=А{ВС); |
|
(111.26) |
(А + В)+С=А+(В |
+ С). |
(111.27) |
85
3. Истинность суммы не меняется, если высказывание пов торить несколько раз:
А + А+А+...+А=А. |
(111.28) |
4. Свойства, вытекающие из таблицы |
истинности логиче |
ской суммы (см. табл. 11): |
|
А + 1 = 1; |
(Ш.29) |
Л + 0 = Л . |
(Ш.ЗО) |
5. Истинность произведения не меняется, если высказыва ние повторить несколько раз:
А.А.А...А=А. (111.31)
6. Свойства, вытекающие из таблицы истинности логиче ского произведения (см. табл. 10):
Л - 1 = Л ; |
|
(111.32) |
||
Л-0 = 0. |
|
(ІІІ.ЗЗ) |
||
7. Свойства, вытекающие из таблицы истинности |
операции |
|||
отрицания (см.табл.12): |
|
|
|
|
|
Л + Л = |
1; |
(111.34) |
|
|
ЛЛ = |
0; |
(111.35) |
|
|
Л = Л . |
(111.36) |
||
8. Умножение обладает распределительным свойством от |
||||
носительно сложения: |
|
|
|
|
А{В |
+ С)=АВ+АС. |
(111.37) |
||
9. Сложение обладает распределительным свойством отно |
||||
сительно умножения: |
|
|
* |
|
А + ВС=(А |
+ В) |
(А + С). |
(111.38) |
|
Данное «необычное» свойство операций в алгебре выска |
||||
зываний доказывается следующим образом. |
|
|||
Составим таблицу |
истинности для данног» |
случая |
||
(табл.13). |
|
таблицы. Высказывание А + ВС |
||
Сравним 5 и 8-ю колонки |
||||
и высказывание (А + В) |
(А + С) |
имеют одинаковые |
таблицы |
истинности. Такие высказывания будем называть эквивалент ными.
10. Формулы Моргана: |
|
А + В^А-В; |
(111.39) |
АВ=А+Ъ. |
(111.40) |
В справедливости этих формул легко убедиться, составив соответствующие таблицы истинности (табл. 14, 15).
86
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
13 |
А |
в |
с |
ВС |
А + ВС |
А+В |
|
А+С |
(А + В)(А+С) |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
! |
! |
|
! |
! |
|
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
Ѳ |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
0 |
0 |
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
14 |
|
А |
в |
А+В |
A f В |
|
А |
В |
А • В |
|
|
1 |
1 |
1 |
0 |
|
0 |
0 |
0 |
|
|
1 |
0 |
1 |
0 |
|
0 |
1 |
0 |
|
|
0 |
1 |
1 |
0 |
|
1 |
0 |
0 |
|
|
0 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
|
Сравнивая 4 и 7-ю колонки, убеждаемся в том, что высказывания А + В и А • В эквивалентны.
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 15 |
А |
в |
А-В |
AB |
А |
В |
А- В |
1 |
1 |
1 ' |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
О |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Сравнивая в данной таблице 4 и 7-ю колонки, |
убеждаемся |
|
в том, что высказывания АБ и А + В тоже |
эквивалентны. |
|
Формулы Моргана доказаны. |
|
|
Все формулы сложных высказываний |
можно |
рассматри |
вать как своеобразные многочлены алгебры высказываний, и, как в обычной алгебре, с этими многочленами можно прово дить все действия.
Умение упрощать формулы сложных высказываний яв ляется важным свойством.
Под упрощением понимается такое преобразование дан ной формулы, в результате которого формула будет содер жать как можно меньше букв и не содержать отрицаний слож ных высказываний.
87
Рассмотрим несколько примеров.
Дано сложное высказывание Х—А + АВ.
Упрощать будем следующим образом. Вынесем за скобку А
и получим Х=А |
( 1 + 5 ) . Замечая, что l + ß = l , получим окон |
|||||||||
чательно |
Х—А. |
|
|
|
Х=А(А |
+ В). |
|
|
||
Упростим |
высказывание |
Раскроем |
скобки: |
|||||||
Х=А-А+АВ. |
|
Так как А-А=А, |
то Х=А+АВ, |
т. е. получили |
||||||
пример, рассмотренный только что. |
|
|
|
|||||||
Следовательно, можно записать |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
А+АВ |
= А; |
|
(111.41) |
||
|
|
|
|
|
А{А + В)=А. |
|
|
(111.42) |
||
Упрощение, |
проводимое |
по формулам |
(111.41) и |
(111.42), |
||||||
называется |
поглощением. |
|
|
|
|
|
||||
Имеются еще две полезные и часто используемые при упро |
||||||||||
щении формулы: |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
АВ+АВ=А; |
|
|
(111.43) |
||
|
|
|
|
{А + В) (А + В)=А. |
|
(111.44) |
||||
Доказательство справедливости этих формул производится |
||||||||||
следующим образом. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
АВ + АВ=А{В |
+ В). |
|
|
|||
Согласно |
формуле (III.34) |
выражение в скобках |
равно 1, |
|||||||
и формула |
( 111.43) |
доказана. |
|
|
|
|
||||
|
|
(А + В) |
(А + В)=А-А+АВ+АВ |
+ ВВ. |
|
|||||
Используя формулы |
(III.31) и |
(II 1.35), |
запишем |
|
||||||
(А + В) |
(А + В)=А |
+ А(В + |
В)+0=А+А=А. |
|||||||
Упрощение, |
проводимое |
по |
формулам |
(II 1.43) и |
(II 1.44), |
|||||
часто называют |
склеиванием. |
|
|
|
|
|||||
Пример 9. Упростить выражение |
|
|
|
|
||||||
|
|
|
X = ABC + |
|
АВС+АВС+АВ. |
|
|
|||
Решение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
X =• АС(В+В)+А(В |
+ С) I |
|
АВ^АС+АВ+АС+АВ^ |
|
||||||
|
|
|
|
= А{С+С) |
+ АВ=А + ІВ--=А. |
|
|
Б. Структурные элементы автоматов
Алгебру высказываний можно рассматривать и как алгеб ру сигналов, ведь о каждом высказывании нужно знать толь-
88
ко то, что оно |
истинно или ложно, f. е. равно единице |
или1 |
|
нулю. |
|
|
|
Свойства |
функций, которые могут принимать |
только |
два |
возможных значения 1 или 0, изучаются в булевой |
алгебре1. |
Равенство функции 1 означает, что сигнал поступил в неко торую систему, равенство функции 0 означает отсутствие сиг нала. В булевой алгебре складываются, умножаются и отри цаются сигналы об истинности высказываний.
Устройства, которые производят операции умножения, сло жения и отрицания сигналов, называются логическими элемен тами. Они составляют структуру автоматов, т. е. устройств для преобразования информации.
Самый простой из логических элементов — элемент для со вершения операции отрицания. Этот элемент называется эле ментом «не», или инвертором. Данный элемент в дальнейшем на схемах условимся обозначать так, как показано на рис. 22.
а' |
|
|
я |
- Q |
, . х |
б)
Рис. 22. Схема инвертора:
а ) — б е з расшифровки операции; б)—с расшифровкой операци
Здесь А— это вход элемента, х— выход элемента. Если на входе элемента имеется сигнал, т. е. Л = 1, то это означает, что элементу предлагается совершить отрицание истинного выска
зывания, т. е. иметь |
на выходе |
л: = |
0. Отсутствие |
сигнала на |
||
входе |
(Л = 0) означает, что элемент совершает отрицание лож |
|||||
ного высказывания |
(х—1). |
|
|
|
|
|
Устройство, которое образует логическое произведение, на |
||||||
зывается логическим |
элементом |
«и». |
Элемент «и» |
на схемах |
||
будет |
изображаться |
так, как показано на |
рис. 23. |
Здесь А, |
||
1 Создателем этой науки является |
английский |
ученый Джордж Буль, |
||||
который разработал первый вариант алгебры логики в 1843 г. |
|
89