Высказывание – повествовательное предложение, относительно которого определенно и объективно можно сказать истинно оно или ложно (ЛОЖЬ или ИСТИНА, 0 или 1, TRUE или FALSE). Алгебра логики – раздел математики, изучающий процессы умозаключений и законы, которые позволяют из истинности одних высказываний делать заключения об истинности или ложности других высказываний, независимо от их конкретного содержания. Алгебра логики (булева алгебра) была создана в 1854 г. Дж. Булем и в настоящее время находит широкое применение при разработке алгоритмов и для структурно-функционального описания, анализа и синтеза современных электронных схем.
Базовыми операциями алгебры логики служат операции логического умножения – конъюнкции (обозначается точкой или знаком ), логического сложения – дизъюнкции (обозначается знакам + или ), логического отрицания – инверсии (обозначается надчеркиванием или знаком ). При составлении формул применяются скобки, чтобы изменять порядок выполнения операций. Наивысшим приоритетом обладает операция инверсии, затем идет конъюнкция и потом уже дизъюнкция.
Таблицы истинности для указанных операций:
А | |
А | В | АВ |
А | В | АВ |
Представляют интерес еще две логические операции: эквиваленции (обозначается знаком ) и импликации (обозначается знаком ).
А | В | АВ |
А | В | АВ |
Приведем основные логические законы (тождественно истинные высказывания), которые позволяют упрощать формулы, заменяя их подформулы эквивалентными выражениями:
1. - закон тождества
2. - закон исключенного третьего
3. - закон противоречия
4. - закон двойного отрицания
5. - закон коммутативности конъюнкции
6. - закон ассоциативности конъюнкции
7. и - законы де Моргана
8. и - законы сокращений
9. и еще с десяток тождественно истинных и тождественно ложных высказываний.
Пример 1. Упростить логическую формулу
Пример 2. Доказать законы де Моргана, построив соответствующие таблицы истинности.
X | Y | ||||||
Таким образом, результат, выражаемый последним столбцом таблицы, свидетельствует, что высказывание является тождественно истинным (выполняется при любых комбинациях значений входящих в него высказываний), т.е. оно действительно является логическим законом. Так же доказывается второй закон де Моргана.