Uendeshaji wa mantiki. Shughuli ya msingi ya mantiki

Kompyuta kama sayansi kuhusu mbinu za kukusanya, kuandaa na kusindika data mbalimbali huanza maendeleo yake katikati ya karne ya ishirini. Ingawa wanahistoria wengine wanaamini kwamba mwanzo wa kuundwa kwa informatics uliwekwa nyuma katika karne ya 17, na uvumbuzi wa calculator kwanza mechanical, wengi kuhusisha na wakati wa teknolojia ya juu zaidi kompyuta. Katika miaka ya 40 ya karne ya 20, na ujio wa kompyuta za kwanza, sayansi ya kompyuta ilipokea msukumo mpya katika maendeleo.

Somo la sayansi ya kompyuta

Ilikuwa na ujio wa kompyuta za kwanza ili ikawa muhimu kuendeleza mbinu mpya za utaratibu wa hesabu, hesabu na usindikaji wa seti kubwa za data, pamoja na katika maendeleo ya algorithms ambayo ingeweza kutumia uwezo kamili wa kompyuta mpya. Informatics kupokea hali ya kujitegemea nidhamu ya kisayansi na kuhamia kutoka ndege ya hesabu ya hesabu kwa utafiti wa hesabu kwa ujumla.

Sayansi yote ya kisasa ya kompyuta inategemea shughuli za mantiki. Wanaweza kuitwa sehemu ya msingi. Katika programu ya mifumo ya kompyuta, dhana ya operesheni ya mantiki ni hatua, baada ya dhana mpya au thamani huzalishwa, iliyojengwa kwa misingi ya dhana zilizopo tayari. Seti ya vitendo vingine vinaweza kutofautiana kulingana na kipengele cha processor ambacho kinapaswa kutekeleza amri. Hata hivyo, kuna shughuli ambazo zina kawaida kwa mifumo yote iliyopo. Haya ni shughuli ambazo hufanya kazi na maudhui ya maadili wenyewe, kwa mfano, kupuuza, au wale ambao hubadilisha sifa za kiasi cha dhana - kuongeza, kusukuma, kuzidisha, mgawanyiko.

Aina ya operesheni ya shughuli za mantiki

Kwa kuwa algebra ya mantiki inamaanisha kufanya kazi kwenye dhana zisizo wazi, basi kama operesheni ya shughuli zote za kimantiki, aina za data za jumla zinafanya. Mambo ya kawaida ambayo algebra ya pendekezo hufanya kazi ni taarifa ambazo ni za uongo au za kweli. Katika umeme na programu, vigezo vya Boolean kweli na uongo au maadili ya jumla ya 1 (kweli) na 0 (uongo) hutumiwa kuelezea maneno haya. Kwa mchanganyiko wa maadili haya, hata hivyo ni ya ajabu inaweza kuonekana, kazi ya mifumo ngumu zaidi na kubwa imefungwa. Msimbo wote unaoendesha kwenye kompyuta au kifaa chochote cha digital kinafsiriwa kwa kasi kwa mlolongo wa wale na zero - msimbo wa jumla ambao unaweza kusindika na processor yoyote.

Aina ya shughuli za mantiki

Kama ilivyoelezwa hapo awali, katika algebra ya kale ya Boolean kuna aina 2 za kazi. Shughuli za kimantiki ya msingi kwenye aina za data za binary ni vitendo vinavyoathiri kauli yenyewe (isiyo ya kawaida, au moja, operesheni). Hii inajumuisha shughuli zinazozalisha kauli mpya kulingana na maadili zilizopo (shughuli za binary, au binary). Utaratibu wa shughuli za mantiki ni sawa na mahesabu yoyote ya hisabati: kutoka kushoto kwenda kulia, na mabaki katika akili.

Kazi rahisi na moja ya kazi maarufu zaidi ya mantiki ya Boolean ni kazi ya kupuuza. Operesheni hii rahisi ya mantiki ni thamani tofauti ya operand ya pembejeo. Katika umeme, hatua hii wakati mwingine huitwa inversion. Kwa mfano, ikiwa huzuia pendekezo "ukweli", basi matokeo ni "uongo". Na kinyume chake - kukataa maana ya "uongo" itasababisha thamani ya "ukweli". Operesheni ya mantiki kama hiyo katika programu ni mara nyingi hutumiwa kwa algorithms ya matawi na kutekeleza "uchaguzi" wa maelekezo yafuatayo yaliyowekwa kulingana na matokeo tayari inapatikana au hali zilizobadilishwa.

Shughuli za Binary

Katika programu na sayansi ya kompyuta, seti ndogo ya shughuli za binary (binary) hutumiwa. Walipata jina lao kutoka kwa neno la Kilatini bi, maana ya "mbili", na ni aina ya kazi ambayo inachukua hoja mbili kwa pembejeo na inarudi thamani mpya kwa matokeo. Taa za kweli hutumiwa kuelezea kazi zote za algebra ya Boolean.

Je, ni kwa nini?

Mfumo huu umeandaliwa kwa nambari fulani ya operesheni za kuingilia na inaelezea maadili yote yaliyotokana na operesheni ya mantiki yanaweza kurudi na seti maalum ya vigezo vya uingizaji.

Kazi zinazotumiwa mara kwa mara katika sayansi ya kompyuta na sayansi ya kompyuta ni shughuli za kuongeza mantiki (kuchanganya) na kuzidisha mantiki (mshikamano).

Kuunganishwa

Uendeshaji wa mantiki "AND" ni kazi ya kuchagua ndogo zaidi ya operesheni mbili au n zinazoingia. Kwa pembejeo, kazi hii inaweza kuwa na kazi mbili (binary kazi), maadili matatu (ternary) au idadi isiyo ya kikomo ya operesheni (operesheni ya n-ary). Wakati wa kuhesabu matokeo ya kazi, inakuwa ndogo zaidi ya maadili ya pembejeo iliyotolewa.

Analog katika algebra ya kawaida ni kazi ya kuzidisha. Kwa hiyo, operesheni ya mshikamano mara nyingi huitwa kuzidisha mantiki. Wakati wa kuandika kazi, ishara ni ishara ya kuzidisha (dot) au ampersand. Ikiwa unatengeneza meza ya kweli kwa kazi hii, utaona kwamba kazi inachukua thamani ya "kweli", au 1, iwapo operesheni zote za uingizaji ni za kweli. Ikiwa angalau moja ya vigezo vya pembejeo ni sifuri, au thamani ni "uongo," matokeo ya kazi pia kuwa "uongo".

Hii inaonyesha mlinganisho na kuzidisha hesabu: kuzidisha namba yoyote na seti ya namba kwa 0 kama matokeo itarudi mara kwa mara 0. Uendeshaji huu wa mantiki ni uamuzi: utaratibu ambao unapokea vigezo vya pembejeo hautaathiri matokeo ya mwisho ya hesabu kwa namna yoyote.

Mali nyingine ya kazi hii ni ushirika, au mchanganyiko. Mali hii inakuwezesha kupuuza utaratibu wa mahesabu wakati wa kuhesabu mlolongo wa shughuli za binary. Kwa hiyo, kwa shughuli tatu au zaidi za mfululizo wa kuzidisha mantiki, hakuna haja ya kuchukua mababa kwa akaunti. Katika programu, kazi hii mara nyingi hutumiwa kuhakikisha kuwa amri maalum hufanyika tu wakati seti ya masharti fulani yamekutana.

Mgawanyiko

Operesheni ya mantiki "OR" ni aina ya kazi ya Boolean, ambayo ni analog ya algebraic. Majina mengine kwa kazi hii ni kuongeza mantiki, mshikamano. Kwa njia sawa na operesheni ya kupanua mantiki, mchanganyiko unaweza kuwa binary (kuhesabu thamani kulingana na hoja mbili), ternary au n-ary.

Jedwali la ukweli kwa ajili ya operesheni ya mantiki iliyotolewa ni aina ya mbadala kwa mshikamano. Uendeshaji wa mantiki "OR" huhesabu matokeo ya juu kati ya hoja zilizopewa. Mshikamano huchukua thamani ya "uongo", au 0, tu ikiwa vigezo vyote vya pembejeo vinakuja na maadili ya 0 ("uongo"). Katika kesi nyingine yoyote, pato litazalisha thamani ya "kweli", au 1. Kurekodi kazi hii, ishara ya hisabati ya kuongeza ("plus") au bendi mbili za wima hutumiwa mara nyingi. Chaguo la pili ni la kawaida katika lugha nyingi za programu na ni vyema, kwa sababu inakuwezesha kutofautisha kazi ya mantiki kutoka kwa hesabu.

Mali ya kawaida ya shughuli za mantiki

Uendeshaji wa msingi wa kimantiki, iwe ni unary, binary, ternary au kazi nyingine, ni chini ya sheria na mali fulani zinazoelezea tabia zao. Mojawapo ya mali ya msingi ambayo kazi zilizoelezwa hapo juu zinamiliki ni ututativity.

Mali hii inahakikisha kwamba thamani ya kazi haibadilika kutoka kwa vibali vya maeneo ya operesheni. Sio shughuli zote zinazo na mali hii. Tofauti na mshikamano na mshikamano, ambayo inakidhi mahitaji ya ututativity, kazi ya kuzidisha matrix sio, na vibali vya vipengele katika operesheni hii vitahusisha mabadiliko katika matokeo, pamoja na kutafakari.

Kipengele cha ziada

Mali nyingine muhimu, ambayo mara nyingi hutumiwa katika umeme na mzunguko, ni usambazaji wa jozi ya shughuli za kimantiki kwa sheria za Morgan.

Sheria hizi zinaunganisha jozi za shughuli za kimantiki kwa kutumia kazi ya kupuuziwa kwa mantiki, yaani, inaruhusu operesheni moja ya mantiki inayoelezwa kwa msaada wa mwingine. Kwa mfano, kazi ya kupuuza mshikamano inaweza kuelezwa kwa kuchanganya upungufu wa waendeshaji binafsi. Kwa msaada wa sheria hizi, shughuli za mantiki "AND", "OR" zinaweza kuelezewa na kutekelezwa kwa gharama ndogo za vifaa. Mali hii ni muhimu sana katika mzunguko, kwani inahifadhi rasilimali katika hesabu na uundaji wa microcircuits.