Булева алгебра. Алгебра логики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Булева алгебра. Алгебра логики

В современном мире мы все чаще используем разнообразные машины и гаджеты. Автомобили сегодня собирают роботы, еду готовят мультиварки, а элементарные арифметические расчеты производят калькуляторы. Все чаще мы слышим выражение «булева алгебра». Пожалуй, пришло время разобраться в роли человека в создании роботов и умении машин решать не только математические, но и логические задачи. В переводе с греческого логика - это упорядоченная система мышления, которая создает взаимосвязи между заданными условиями и позволяет делать умозаключения, основываясь на предпосылках и предположениях. Довольно часто мы спрашиваем друг друга: «Логично?» Полученный ответ подтверждает наши предположения либо критикует ход мысли. Но процесс не останавливается: мы продолжаем рассуждать. Порой количество условий (вводных) настолько велико, а взаимосвязи между ними столь запутанны и сложны, что человеческий мозг не в состоянии «переварить» все сразу. Может понадобиться не один месяц (неделя, год) для понимания происходящего. Но современная жизнь не дает нам таких временных интервалов на принятие решений. И мы прибегаем к помощи компьютеров. И вот тут-то и появляется алгебра логики, со своими законами и свойствами. Загрузив все исходные данные, мы позволяем компьютеру распознать все взаимосвязи, исключить противоречия и найти удовлетворительное решение. Математика и логика Известнейший Готфрид Вильгельм Лейбниц сформулировал понятие «математическая логика», задачи которой были доступны для понимания только узкому кругу ученых. Особого интереса это направление не вызывало, и до середины XIX века о математической логике знали немногие. Большой интерес в научных сообществах вызвал спор, в котором англичанин Джордж Буль заявил о своем намерении создать раздел математики, не имеющий абсолютно никакого практического применения. Как мы помним из истории, в это время активно развивалось промышленное производство, разрабатывались всевозможные вспомогательные машины и станки, т. е. все научные открытия имели практическую направленность. Идея В принципе, булева алгебра очень проста. Существуют высказывания (логические выражения), которые, с точки зрения математики, можно определить только двумя словами: «истина» или «ложь». Например, весной деревья расцветают - истина, летом идет снег - ложь. Вся прелесть этой математики заключается в том, что нет строгой необходимости использовать только числа. Для алгебры суждений вполне подходят любые высказывания с однозначным смыслом. Таким образом, алгебра логики может быть использована буквально везде: в составлении расписаний и написании инструкций, анализе противоречивой информации о событиях и определении последовательности действий. Самое главное - понять, что совершенно неважно, как мы определили истинность или ложность высказывания. От этих «как» и «почему» нужно абстрагироваться. Значение имеет только констатация факта: истина-ложь. Безусловно, для программирования важны функции алгебры логики, которые записываются соответствующими знаками и символами.

Таким образом, алгебра логики (алгебра высказываний) -- раздел математической логики, в котором изучаются логические операции над высказываниями. Чаще всего предполагается (т. н. бинарная или двоичная логика, в отличие от, например, троичной логики), что высказывания могут быть только истинными или ложными.

Алгебра высказываний была разработана для того, чтобы можно было определять истинность или ложность составных высказываний, не вникая в их содержание.

В алгебре высказываний суждениям (простым высказываниям) ставятся в соответствие логические переменные, обозначаемые прописными буквами латинского алфавита. Логические переменные могут принимать только два значения: истина (1) или ложь (0).

В алгебре высказываний над высказываниями можно производить определенные логические операции, в результате которых получаются новые, составные высказывания.

Логические операции

1. Логическое умножение (конъюнкция)

Составное высказывание, образованное в результате операции логического умножения (конъюнкции), истинно тогда и только тогда, когда истинны все входящие в него простые высказывания. В русском языке операция конъюнкции выражается союзом «и».

Логическое сложение (дизъюнкция)

Составное высказывание, образованное в результате логического сложения (дизъюнкции), истинно тогда, когда истинно хотя бы одно из входящих в него простых высказываний. В русском языке операция дизъюнкции выражается союзом «или».

алгебра высказывание логика математический

Логическое отрицание (инверсия)

Логическое отрицание (инверсия) делает истин¬ное высказывание ложным и, наоборот, ложное - истинным. В русском языке операция инверсии образуется присоединением частицы «не» к высказыванию.

Логическое следование (импликация)

Составное высказывание, образованное с помощью операции логического следования (импликации), ложно тогда и только тогда, когда из истинной предпосылки (первого высказывания) следует ложный вывод (второе высказывание). В русском языке операция импликации выражается оборотом речи «если…, то…».

5. Логическое равенство (эквивалентность)

Составное высказывание, образованное с помощью операции логического равенства (эквивалентности), истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания одновременно либо ложны, либо истинны. В русском языке операция эквивалентности выражается оборотом речи «…тогда и только тогда, когда…».

Размещено на Allbest.ru