ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 115
Скачиваний: 0
ние: пусть R — число |
условных вершин |
в Г, а R ‘ — число услов |
||||||||||||
ных вершин в г |
(/і = |
1, . . . , Я). Тогда R |
н |
|
h |
|
|
|
|
|||||
=2 |
* |
■ |
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
/ і = і |
|
|
|
|
|
на |
под |
|
После этого нетрудно доказать, что если Г разбивается |
||||||||||||||
графы Г1, |
Гн и в |
каждом Гк (h = 1, |
. . . , Я) |
число условных |
||||||||||
вершин минимально |
’min), то число условных вершин в Г также бу |
|||||||||||||
|
|
|
[Rr |
дет |
минимально |
и |
равно1 |
|||||||
|
|
|
|
и |
л |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
Ятіп. |
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
ft=l |
В качестве примера приве |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
дем разбиение |
изображенной |
|||||||||
|
|
|
|
на рис. 7-1 |
граф-схемы алго |
|||||||||
|
|
|
|
ритма Г, имеющей 6 оператор |
||||||||||
|
|
|
|
ных и 6 условных вершин. |
||||||||||
|
|
|
|
Применение |
алгоритма |
раз |
||||||||
|
|
|
|
биения дает 3 подграфа: |
Г1, |
|||||||||
|
|
|
|
Г 2, Г 3. Условное изображение |
||||||||||
|
|
|
|
этих |
подграфов, |
полученных |
||||||||
|
|
|
|
в процессе разбиения, |
и сами |
|||||||||
|
|
|
|
подграфы |
|
|
приведены |
на |
||||||
|
|
|
|
рис. 7-2. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
В этих |
подграфах: |
|
|||||||
|
|
|
|
|
Г1 |
: А 1= (У0, |
Уа, |
У4); |
||||||
|
|
|
|
в г = [ ѵ и у», Кв); р х= ( р і, |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Ре» р4І; |
|
|
||||
|
|
|
|
|
r * : A * = { Y lt |
Y з, |
У0}; |
|||||||
|
|
|
|
В2={ У 2, |
|
Y it |
Y я); P 2= |
{p2, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Pb, |
Pc); |
|
|
|||
Рис. 7-1. |
ГСА Г до разбиения |
|
Г2 |
|
\ A 2 |
= [Y5}\ |
|
|
||||||
ß 3= [K K); |
Р 3= |
0 . |
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||
Номера условных вершин в ГСА Г и в подграфах проставлены ря |
||||||||||||||
дом с вершинами. Интересно заметить, что |
А 2 |
П В 2 — (F 0) |
0 , |
|||||||||||
что допустимо (А1 П В1 может быть не пусто, |
обязательно А 1 |
П А' = |
||||||||||||
= 0 и В 1 П В1 = 0 ). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
В работе |
[17] |
подробно изложены разработанные Ротом (J. Roth) |
алгоритмы минимизации переключательных схем, использующие гео
метрическое представление булевой функции, |
которая является ото |
1 Для доказательства достаточно предположить, |
что существует некоторая |
ГСА в которой число условных вершин меньше, чем в ГСА Гт1п, получен
ной в результате рассмотренного разбиения на подграфы и минимизации числа условных вершин в каждом подграфе, после чего почти сразу (после разбиения
ГСА приходим к противоречию.
134
бражением декартова произведения Z? в пространство Z2:
Z" Z2,
где 2 2 = (0, lj; Z2‘ = 2 2 X Z2 X . . . X Z2; f~l (1) — прообраз еди-
п раз
ницы; f-1 (0) — прообраз нуля.
Элементы /-1 (1) называются 0-кубами или вершинами. Два 0-куба образуют 1-куб, если они отличаются значениями только одной ком-
а) |
б) |
В) |
□ Р
П ѵ
Г'7
А3 |
Ун В1 |
Рис. 7-2. Подграфы н их условное изображение: Г1 (а) Г2 (б), Г3 (в)
поненты (координаты). 0-кубы в этом случае называются гранями 1-куба. Например, 0-кубы ООН и 0111 образуют 1-куб 0л:11, где вторая компонента носит название свободной, а остальные — связанных. Два 1-куба образуют 2-куб, если у них свободной является одна и та же компонента, и эти 1-кубы отличаются значениями только одной связанной компоненты. Так, 1-кубы 0x11 и 0x10 образуют 2-куб Охіх. Индуктивно можно ввести понятие г-куба (г^/г). Булевой функции, аналитическое представление которой имеет вид
f = x1Х3V * 1*2*4 V *2*3*4-
соответствует множество кубов (кубическое покрытие):
Г 0х0х 1
K ( f ) = 10x0 . (* 110J
135
Тот факт, что из оператора Y f есть путь через условные вершины
к операторам |
, |
Yt, |
, Y T+V |
можно записать с помощью |
|
выражения: |
|
|
|
|
|
Yf -> cCfiYi V |
••• |
V aftY t V |
V a f. r+i^r-fi» |
(7-2) |
|
где af( — булева |
функция, |
равная дизъюнкции конъюнкций, |
соот |
ветствующих всем путям из Yf в Yt\ a[t Yt — отмеченная булева функ ция [81; Уг+1 —конечный оператор.
Формулы вида (7-2) носят название формул перехода для опера
тора Yf.
По аналогии с геометрическим представлением булевых функций
введем |
геометрическое |
представление |
формул |
перехода. |
|
Пусть |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
У,-* |
Г-Н |
|
|
|
|
|
пере- |
|||
|
|
|
|
|
|
V aftY t— формула |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
хода. |
і=1 |
|
|
перехода |
aft |
|||||
|
|
|
|
|
|
Функцию |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
(*і. |
. . . , |
хп) |
от |
Yf |
к |
Y, |
(/ |
= |
||
|
|
|
|
|
|
= 1, . . . , Т + 1) представим в ви |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
де кубического покрытия, причем |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
каждому |
из |
кубов, |
входящих |
|||||||
|
|
|
|
|
|
в покрытие, припишем оператор |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
Yt\ /г-мерный |
куб вместе с при |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
писанным |
оператором |
назовем |
||||||||
|
|
|
|
|
|
отмеченным кубом. Если D , — |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
множество |
отмеченных |
|
кубов, |
|||||||
|
|
|
|
|
|
порождаемых |
функцией allt |
то |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г-н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
формуле перехода Yf -> V |
аи Y t |
|||||||||
Рис. 7-3. |
Подграф |
с одной |
исходящей |
|
соответствует |
множество |
кубов |
|||||||||
операторной вершиной |
|
|
|
|
|
Г+1 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
0 (У Л = и |
Dt, которое назовем |
|||||||||
покрытием формулы перехода. Например, |
/=і |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
для формулы перехода из |
||||||||||||||||
оператора Y4 в ГСА на рис. |
7-3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Y 4 -- |
(хул'о \ / х^ХоА'з) Y 2 V |
(*і*а*я V |
Н^-а-^з) У4 \ / |
|
\ / x^x^x^Y |
|
||||||||||
покрытие D (У4) |
будет иметь вид: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
01x |
Y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 Y 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
D{Yt) = |
001 Yj. |
|
|
|
|
|
|
|
(7-3) |
||||
|
|
|
000 Ex |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
11* Уз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
101 Yj. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Над парой отмеченных кубов с |
|
Y, — (а4...........ah |
. . . , ап) |
Yt и |
||||||||||||
csY m = |
(£>!, . . . , |
bt, . . . , bn) Ym, |
принадлежащих |
покрытию фор- |
136
мулы перехода |
r-l-i |
|
|
Y m;~ (Kj, |
. . . , |
V'r+1}), введем |
X- |
|||||||
Y г > \ / |
ajtY t (Yh |
|||||||||||||
|
|
|
|
/=і |
|
|
|
|
|
|
|
ср Y q = |
||
операцию, |
в результате |
которой |
получается новый |
куб |
||||||||||
= c Y , |
X dY,n (Yq (£ {Y lt . . . , 7 r+1}, |
|
|
|
Таблица 7-1 |
|||||||||
если |
I |
ф т). Операция производится |
|
Таблица х - операции |
|
|||||||||
раздельно над |
логическими |
(d X |
cs) |
|
X |
0 |
1 |
|
|
|||||
и операторными |
(Y, X Ym) |
частями |
|
|
X |
|||||||||
отмеченных |
кубов. Так как опера |
|
|
|
|
|
|
|||||||
ция |
сг X d |
производится над «-коор |
|
0 |
0 |
У |
|
0 |
||||||
динатными кубами, определим опера |
|
|
|
|
|
|
||||||||
цию |
координатного |
произведения |
|
1 |
У |
1 |
|
1 |
||||||
с помощью табл. 7-1: |
|
|
|
|
|
|
||||||||
ср= (а1: |
|
а,-, . . . , а„) X |
|
|
X |
0 |
1 |
|
X |
|||||
|
Х(Ьи |
• • • |
1 Ь£, • |
• • |
» 7?/г), |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
0 , |
если у встречается не один |
раз |
(т. е. |
ни в одной или |
||||||||
|
в двух и более координатах); |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
(" Ф і X |
bj), . . . , |
т (а,- X Ьі), . . . . |
т{ап X bn)), |
|
|
|
|||||||
|
если |
у встречается только в одной |
координате; |
|
|
|
||||||||
|
т (а,- X Ьі) есть |
т (0) = |
0; т (1) = |
1; |
т (х) = т (у) —х. |
|
|
|||||||
Геометрически операция d X d |
представляет |
собой |
наибольший |
|||||||||||
куб ср, |
который имеет противоположные грани в кубах d |
и d, |
но |
та. |
кой, что сам ср не покрывается в отдельности ни одним из исходных кубов. Последнее как раз и отличает X-операцию от введенной Ротом
[171 операции «^-произведение»: |
|
|
|
|||||
|
а. |
(lxx) X (011) = |
(х11) J результат одинаковый; |
|
||||
|
|
{\хх) ф (011) = |
(*11) |
J результат |
|
|
||
|
б. (Охх) X (ххі) = |
0 |
|
|
\ |
|||
|
|
разный. |
|
|||||
|
|
(Охх) |
(ххі) = |
(0x1) |
|
|||
Операция |
х над операторными частями зависит от результата опе |
|||||||
рации над логическими частями. Пусть d X d |
= °р Ф 0 |
и кубы |
||||||
d и d |
имели в г-координате |
противоположное |
значение |
(я;- — е{, |
||||
Ь-= е£; |
е£ £ |
{0,1); |
0 = 1 ; |
1 = |
0). |
Тогда' оператору Yq, |
отмечаю |
|
щему куб ср, |
ставится в соответствие формула перехода |
|
||||||
|
|
|
Y q -+xilY l \ J x d Y m, |
|
(7-4) |
|||
где х\ = |
х£; х° = х£. |
|
|
|
|
|
|
Сокращенно формулу перехода (7-4) будем записывать так:
Y q = xiY lY m.
В этой записи вслед за xt следует оператор, к которому в формуле (7-4) происходит переход из Y q по xt = 1, а после него — оператор, к которому происходит переход по xL= 0. Очевидно, что в формуле
(7-5) |
предполагается |
а1 = е{ = 1; Ьс = е(- = 0. |
Если aL= |
ег = 0, |
||||
Ьі = |
е( = 1, то |
операторы |
У, и Ym необходимо |
поменять местами: |
||||
Y q = |
xtY mYi. Если |
У, = |
Y m, то из (7-4) получим: |
|
||||
|
|
|
|
|
Y q ^ X i ‘Y m \ / x / Y m = Y m. |
|
|
|
Таким образом, |
|
|
|
|
||||
|
|
Y |
|
- |
0 , если cr X c s= 0 \ |
|
|
|
|
CrY ; X |
т |
< ? Y q, |
если cr X c s = £ 0 , где |
cp = cr X c s, |
а |
||
|
|
1 |
|
Y q определяется формулой (7-4).
Следует заметить, что формуле перехода (7-4) или ее сокращенной записи (7-5), которой мы будем пользоваться в дальнейшем, соответст вует подграф ГСА, приведенный на рис. 7-4.
Условимся вновь вводимый оператор Yq назы вать производным оператором и изображать на ГСА кружками в отличие от исходных (первич ных) операторов
|
|
У0, Уъ • • |
• , Ут- |
|
|||
|
Введенную |
X-операцию |
над |
парой отме |
|||
Рис. 7-4. Подграф для |
ченных |
кубов сгУ, |
и сяУ,„ назовем |
склеиванием |
|||
формулы перехода |
и будем |
говорить, |
что |
эти |
кубы |
склеиваются |
|
-> А ™ I V x f i Y m |
по переменной |
xt, |
если |
они |
имеют противопо |
ложные значения (0 и 1) в /-координате. Определим также операцию полного склеивания как операцию
над двумя одинаково отмеченными кубами. У этих кубов все коорди наты, кроме одной, по которой производится склеивание, совпадают. Пример полного склеивания:
1x0*1 |
У8 |
1*1*1 |
У8 |
Іхххі |
У8 |
Однако |
|
1x0x1 |
У8 |
lx llx |
У8 |
lxxl1 |
У8 |
не есть полное склеивание, так как участвующие в операции кубы от личаются более чем одной координатой. Опять-таки
1x0x1 У8
1x1x1 У9 . У10 = х3У9У1 1x1x1 У10
138