. Цю ф-цію часто називають логічним перетворенням або логічним множенням;
f8 (x1,x2) =x1
х2 - функція Вебба (стрілка Пірса);f9 (x1,x2) =x1~х2 - еквівалентність;
f13 (x1,x2) =x1
х2 - імплікація;
f14 (x1,x2) =x1/x2 - штрих Шеффера;
f15 (x1,x2) =1 - тотожна одиниця (константа 1);
Розглянуті простіші булеві ф-ції дозволяють будувати нові булеви ф-ції з допомогою узагальненої операції, що називається операцією суперпозиції. Фактично операція суперпозиції заключається в тому, що існує підстановка замість аргументів інших булевих функцій (в деякій мірі аргументів).
Зауважимо, що суперпозиція функцій одного аргументу породжує функції одного аргументу. Суперпозиція ф-цій двох аргументів дає можливість будувати функції будь-якої кількості аргументів.
Суперпозиція булевих ф-цій представляється у виді логічних формул. Однак слід відмітити:
одна і та ж функція може бути представлена різними формулами;
кожній формулі відповідає своя суперпозиція і своя своя схема з’єднання елементів;
між формулами представлення булевих ф-цій і схемами, які їх реалізують, існує взаємнооднозначна відповідність.
Очевидно, що серед схем, які реалізують дану функцію є найбільш проста. Пошук логічної формули, що відповідає цій схемі, предствляє великий практичний інтерес, а перетворення формул булевих функцій грунтується на використанні співвідношень булевої алгебри.
Для булевої алгебри визначена одна одномісна (унарна) операція, дві двохмісні (бінарні) операції кон’юнкції і диз’юнкції (позначаються відповідно “*", “
”).В цій алгебрі справедливі три аксіоми:
закон комутативності - x
y=y
x, x*y=y*x; закон асоціативності - (x
y)
z=x
(y
z), (x*y) *z=x* (y*z);закон дистрибутивності - x* (y
z) = x*y
x*z, x
y*z= (x
y) * (x
z);Перетворення формул булевих функцій використанням тільки аксіом булевої алгебри малоефективне. Для спрощення формул використовують цілий ряд співвідношень. Приведемо деякі з них.
=
*
,
*
=
(Теореми де Моргана) (1)x
x*y=x, x* (x
y) =x; (2)x
x=x, x*x=x,
=x; (3)x
y =x
y; (4)x
=1, x*
=0; (5)x
1=1; x*0=0; (6)xy
x
=x, (x
y) (x
) =x; (7)В ряді випадків, перетворення над формулами булевих функцій зручно виконувати в алгебрі Жегалкіна. Алгебра Жегалкіна включає дві двохмісні операції: кон’юнкцію і додавання за модулем 2 (*,
), а також константу 1. Тут мають місце ті ж закони:x
y=y
x, x*y=y*xx
(y
z) = (x
y)
z, x* (y*z) = (x*y) *zx* (y
z) =x*y
x*zДля спрощення формул можуть бути використані такі співвідношення:
x
0=x; x*1=x; x*0=0; x
x=0; x*x=x.Із комутативності і асоціативності слідує, що диз’юнкція кількох змінних може виконуватися послідовно, причому порядок взяття дизьюнкції не впливає на результат. Тобто, диз’юнкція сукупності змінних може бути виражена співвідношенням
x1
x2
…
xn=
xiАналогічно для кон’юнкції
x1*x2*…*xn=
xiі суми по модулю 2
x1
x2
…
xn= ![](data:image/png;base64,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)
Теореми де Моргана для кількох змінних мають вигляд:
=
=
Вище згадувалося про існування аналітичних форм представлення булевих ф-цій. Тут розглянемо універсальні (канонічні) форми представлення, які дають можливість отримати аналітичну форму безпосередньо по таблиці істиності для довільної булевої ф-ції. Ця форма в дальшому може бути спрощена. Найбільш широке поширення отримала досконала нормальна форма (ДНФ). Перед тим як перейти до вивчення, приведемо визначення конституєнти одиниці - поняття, яким будемо широко користуватися дальше.
Визначення: Конституєнтою одиниці називається функція f (x1, x2, …, xn), яка приймає значення 1 тільки на одному наборі.
Якщо згадати, що диз’юнкція рівна 1, коли хоча б одна з змінних приймає значення 1, то можна легко виразити, будь-яку булеву функцію як диз’юнкцію конституєнт одиниці, які відповідають тим наборам, на яких функція рівна 1. В більш загальному вигляді це можна записати таким чином: