Файл: Практическая работа 2. Ход работы. Задана формула f y z (y z x) x y z .docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.12.2023
Просмотров: 16
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Практическая работа №2.
Ход работы.
Задана формула: F = y ∼ z → (y z → x̅) ∨ x y z̄ =
Расставим скобки в заданной формуле .
Есть общепринятый порядок выполнения операций при вычислении значений произвольной формулы на каком-либо наборе аргументов. Операции выполняются в следующем порядке:
1) отрицание;
2) конъюнкция;
3) дизюнкция;
4) импликация;
5) эквиваленция и суммирование по модулю 2.
Скобки могут менять порядок исполнения операций, но часто их ставят просто для удобства чтения формул.
В данном случае скобки меняют порядок исполнения операций.
Расставим остальные скобки в соответствии с обычным порядком исполнения, то есть просто для удобства чтения формулы: .
В дальнейшем будем пользоваться записью: , то есть мы будем пользоваться этой последней формулой, имея в виду, что вначале исполняется операция отрицания, затем операция конъюнкции, затем операции в соответствии с расставленными скобками.
-
Составляем таблицу истинности формулы
№ набора | | | | | | |
0 | 000 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
1 | 001 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
2 | 010 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
3 | 011 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
4 | 100 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
5 | 101 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 |
6 | 110 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
7 | 111 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
№ операции | | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
Для операции №1 (отрицание) не выделено отдельных столбцов, чтобы не загромождать таблицу.
-
По таблице истинности формулы строим её матрицу Грея, отмечая наборы, на которых .
-
Получим ДНФ формулы разложением по переменным.
Имеем формулу
Раскладываем по переменной , т. к. она встречается в формуле чаще других:
Подсчитываем и .
;
При подсчёте функции мы воспользовались свойством эквивалентности: для любой формулы .
Теперь записываем: .
Получили: .
Раскладываем по переменной (но можно и по переменной ).
Получили:
Раскладываем по переменной .
Получили:
Получили СДНФ функции
.
Строим матрицу Грэя*.
*Знаки «+» на рисунке обозначают дизъюнкцию соответствующих конъюнкций и совмещение матриц Грея этих конъюнкций.
Мы могли прекратить разложение функции после разложения по переменной , т.к. после этого разложения мы уже получили сокращённую ДНФ функции .
-
Получим ДНФ подстановкой кратчайших ДНФ элементарных функций, входящих в формулу .
Имеем: .
Сначала заменяем импликацию, используя тождество , где и любые формулы, затем сужаем область действия отрицаний. Затем приводим в скобке подобные.
Получаем:
Записываем формулу кратчайшей ДНФ: .
Получаем: .
Получили ДНФ функции : .
Строим матрицу Грея.
-
Построим сокращённую ДНФ по матрице Грея.
Под сокращённой ДНФ обычно понимают ДНФ, в которой нет склеек и поглощений.
Выбираем интервалы, которые покрывают все клетки матрицы Грея, на которых
Матрицу Грея берём из пункта 2).
Получили сокращённую ДНФ: .
Перейдём от сокращённой ДНФ к совершенной ДНФ (СДНФ).
Для этого домножаем конъюнкции, всходящие в сокращённую ДНФ, на единичные множители вида
, где литерал, которого нет в данной конъюнкции, раскрываем скобки, приводим подобные.
Получаем совершенную ДНФ (СДНФ):
СДНФ мы уже получили ранее в пункте 3).
Полученные в пунктах 3) и 5) СДНФ совпадают с точностью до порядка слагаемых и сомножителей.
Поэтому матрицу Грея для полученной СДНФ мы в этом пункте можем не строить.
-
Найдём минимальную ДНФ функции с помощью матрицы Грея.
Имеем матрицу Грея (пункт 2)).
Объединяем соседние ячейки, содержащие единицы, в области Si.
Соседними ячейками в диаграмме являются ячейки, двоичные номера которых различаются в одном разряде.
При этом соблюдаем следующие правила.
1. Область должна быть прямоугольной.
2. Область должна содержать 2k ячеек, где k=0, 1, 2, … .
3. Область должна быть как можно больше.
4. Областей должно быть как можно меньше.
5. Области могут перекрываться.
6. Области в сумме должны покрывать все единицы.
7. Покрытие единиц областями не обязательно является однозначным.
Прим. На данной карте Карно соседними являются также ячейки правого и левого столбцов.
Получаем 2 области.
Записываем конъюнкции переменных или их отрицаний, соответствующих выделенным областям.
Переменная, меняющая своё значение в выделенной области, в конъюнкцию не включается.
Если переменная в выделенной области равна единице, она входит в конъюнкцию без отрицания.
Ð