- •1.Основы теории множеств Введение
- •1.1.Основные понятия
- •1.2.Способы задания множеств
- •1.3.Отношения между множествами
- •1.4.Алгебра множеств
- •1.4.1Операции над множествами
- •1.4.2Основные тождества (законы) алгебры множеств
- •1.4.31.4.3 Способы доказательства тождеств
- •1.5.1Понятие вектора
- •1.5.2Прямое (декартово) произведение множеств
- •1.5.3 Декартова степень множества
- •1.5.Упорядоченные множества
- •Контрольные вопросы Основные понятия, положения и формулировки
- •Контрольные задачи
- •2.Приложение булевой алгебры к синтезу комбинационных схем Введение
- •2.1.Элементы булевой алгебры
- •2.2.Разнообразие булевых функций
- •2.3.Нормальные формы булевых функций
- •2.4.Числовая и символическая формы представления булевых функций
- •2.5.Преобразование произвольной аналитической формы булевой функции в нормальную
- •2.6.Приведение произвольных нормальных форм булевой функции к каноническим
- •2.7.Разнообразие двоичных алгебр
- •2.8.Задача минимизации булевых функций и методы ее решения
- •2.8.1. Постановка задачи минимизации
- •2.8.2. Методы минимизации булевых функций
- •Минимизация булевых функций, представленных в других базисах:
- •2.9.Кубическое представление булевых функций
- •2.10. Графическое представление булевых функций. Геометрическая интерпретация кубов малой размерности
- •2.11.Покрытия булевых функций
- •2.11.1. Построение покрытий булевых функций из кубов различной размерности. Соответствие между покрытием и днф булевой функции
- •2.11.2. Цена покрытия
- •2.11.3. Нулевое покрытие булевой функции и получение мкнф
- •2.12. Минимизация булевых функций на картах Карно
- •2.12.1. Представление булевых функций на картах Карно
- •2.12.2. Образование кубов различной размерности на картах Карно
- •2.12.3. Определение минимальных покрытий и мднф
- •2.12.4. Минимизация частично определенных булевых функций
- •2.13.Импликанты булевой функции. Системы импликант
- •Аналогия между импликантами и кубическим представлением булевой функции
- •2.14.Минимизация булевых функций методом Квайна-Мак-Класки
- •2.14.1Нахождение множества максимальных кубов (простых импликант) булевой функции
- •2.14.2Определение ядра покрытия
- •2.14.3Определение множества минимальных покрытий
- •2.15.Функциональная полнота системы булевых функций
- •2.15.1Теорема о функциональной полноте (теорема Поста)
- •Другая формулировка теоремы Поста:
- •2.15.2 Замечательные классы булевых функций
- •2.15.3Конструктивный подход к доказательству функциональной полноты системы булевых функций
- •Контрольные вопросы и задачи
- •3. Синтез комбинационных схем
- •3.1. Типовые логические элементы и их обозначения на функциональных схемах
- •Способы кодирования логических сигналов
- •Понятие логической схемы. Типы логических схем
- •Основные параметры комбинационных схем
- •Задачи анализа и синтеза комбинационных схем
- •Построение комбинационных схем по минимальным нормальным формам в различных базисах
- •Булев базис (и, или, не)
- •Сокращенный булев базис (и, не)
- •Сокращенный булев базис (или, не)
- •Универсальный базис (и-не)
- •Универсальный базис (или-не)
- •Задача факторизации булевых функций
- •Оценка эффекта факторизации
- •3.9. Декомпозиция булевых функций
- •3.10. Синтез многовыходных комбинационных схем
- •3.11. Минимизация системы булевых функций
- •Раздельная минимизация функций системы
- •Совместная минимизация функций системы
- •3.12. Факторизация системы булевых функций
- •3.13. Декомпозиция системы булевых функций
- •Раздельная минимизация
- •Раздельная факторизация
- •Декомпозиция системы булевых функций
- •Контрольные вопросы и задачи
- •Вопросы к рубежному контролю
- •Литература
- •3.Мальцев и.А. Дискретная математика. СПб.:Изд. "Лань", 2011. – 304 с.
- •4.Шевелев ю.П. Дискретная математика. СПб.:Изд. "Лань", 2008. – 592 c.
- •Кафедра вычислительной техники
- •Основы теории множеств и приложение булевой алгебры к синтезу комбинационных схем
Контрольные вопросы Основные понятия, положения и формулировки
(В скобках приведены баллы за правильный и полный ответ)
Дать понятие:
множества (3);
подмножества (3);
надмножества (3).
Какие способы используются для описания множеств? (2) Привести примеры различных способов описания и дать им пояснения. (5)
В чем состоит отличие между счетными и несчетными множествами? (2) Приведите примеры счетного и несчетного множества. (3)
Что понимается под мощностью множества? (2) Приведите пример множества А с мощностью |A|=8. (2)
Что понимается под абсолютным дополнением некоторого множества? (3)
Чему равна мощность булеана множества А, состоящего из шести элементов? (2)
Что понимается под взаимным включением множеств и в каком случае оно существует? (2)
В чем состоит отличие между строгим и нестрогим включением множеств? (3)
Что понимается под собственным подмножеством некоторого множества? (3)
Что понимается под свойством рефлексивности (симметричности, транзитивности) отношения? (3) Привести пример (примеры) отношений, обладающих этим свойством. (1 балл за каждый пример)
Что понимается под антирефлексивным (антисимметричным, нетранзитивным) отношением? (3) Привести пример (примеры) подобного отношения. (1 балл за каждый пример)
Является ли отношение параллельности двух прямых транзитивным? (1) Утверждение обосновать. (3)
Дать определение операции объединения (пересечения, разности, симметрической разности, дополнения) множеств. (3)
В каком случае объединение (пересечение, разность) двух множеств равно пустому (универсальному) множеству? (2)
Привести пример множеств, для которых пересечение равно , а разность не равна . (2)
Записать законы де Моргана (поглощения, склеивания, сокращения). (3)
Перечислите основные способы (методы) доказательства правомочности тождеств. (3) На чем основан тот или иной способ (метод) доказательства? (3)
Что понимается под прямым (декартовым) произведением трех множеств? (3) Чему равна мощность этого произведения? (2)
Для множества A={a, b} найти A3 – третью декартову степень. (3)
Записать основные тождества для операции прямого произведения множеств. (2 балла за каждое)
Контрольные задачи
Доказать тождества по определению равенства множеств (методом взаимного включения):
а) A(BC)=(AB) (AC) (5)
б) A( B)=AB (4)
в) A(B−C)=(AB) − (AC) (10)
Доказать тождества с использованием других тождеств (алгебраическим способом):
а) A( B)=AB (2)
б)
(АВ)(А
)=А
(2)
в) A \ (B \ C)=(A \ B)(AC) (4)
С помощью диаграмм Эйлера-Венна (геометрическим способом) показать правомочность тождеств:
а) A(BC)=(AB)(AC) (3)
б) A( B)=AB (3)
в)
(3)
г) A−(B−C)=(A−B)−C (5)
Убедится в правомочности тождества: A\(B\C)=(A\B)(AC) на примере числовых множеств:
A={xN| x − нечётное и x 30},
B={xN| x делится на 3 и x 30},
C={xN| x делится на 5 и x 30}. (6)
Записать заданные множества перечислением их элементов:
а) A={xZ| x2+2x-3 < 0} (2)
б) B={xN0| |x+1| 5} (3)
в) C={xZ| 0,1< 31-x < 100} (5)
г) D={xZ| −1< log2|1−x| < 2} (5)
д) F={xR| sin22x=1 и 0 x 2} (4)
Изобразить на координатной плоскости следующие множества:
а) G={(x,y) R2| |x − 1| − 1< y < 3 − |x+1|} (5)
Действует ли коммутативный закон в отношении операции разности множеств? Утверждение обосновать. (3)
Проверить правомочность дистрибутивных законов для операций пересечения и разности (относительного дополнения) множеств с использованием диаграмм Эйлера-Венна (3 балла за каждый) и/или с использованием тождественных преобразований (5 баллов за каждый).
Убедиться в правомочности тождества A(B \ C)=(AB) \ (AC) на примере заданных множеств: A:{a,b,c}, B={c,d,e}, C={a,b,d}. (5)
Упростить выражение: ((AB)C)( ( C)) (4)
Доказать тождества:
а) (A \ B) − (B \ C) − (B \ A) − (C \ B)=A−C (4)
б) (A \B) (B \ A)=(B \ A) − (A \ B) (4)
Записать множества, приведённые на диаграммах Эйлера-Венна: (3 балла за каждый)
а) б) в)
