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.


  1. 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.


  1. По таблице истинности формулы строим её матрицу Грея, отмечая наборы, на которых .





  1. 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 .



  1. 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.




  1. 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.


  1. 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