Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

В этой статье я расскажу о достаточно важной теме в информатике и теории автоматов — минимизации булевых функций.

Этим вопросом задавался пожалуй каждый, кто изучал или сталкивался с этой темой.

Существует множество методов, но наибольший интерес представляют те, которые можно без особого труда формализовать и соответствующим образом запрограммировать.

А также работа с произвольными логическими выражениями.

Идеального метода не существует; у каждого есть определенные слабые и сильные качества.

Я остановлюсь на так называемом методе Гиперкуба – метод Куайна .

Метод, к сожалению, применим только для Совершенных ДНФ, поэтому при большом количестве переменных использование усложняется гигантским выражением SDNF. Способ заключается в применении известных правил адгезии и впитывания.



Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

Прежде чем описывать алгоритм, объясню, почему метод называется методом гиперкуба.

Возьмем произвольную функцию f, M1(f) — единичное множество.

Проще говоря, набор наборов переменных, на которых функция превращается в истинное утверждение.

Гиперкуб – это множество M1(f).

Конъюнктивный моном импликантен, если M1(K) включен в M1(f).

Импликанта называется простой, если не существует другого К2 такого, что М1(К) содержится в М1(К2), проще говоря — соответствует наибольшему гиперкубу.



Основные этапы этого метода
  • Построить таблицу истинности.

  • Выпишите все гиперкубы из M1(f) и импликанты.

  • Возьмем простые импликанты.

  • Постройте покрывающий стол.

  • Создайте тупиковую DNF из оставшихся основных импликантов.



В качестве примера возьмем следующую логическую функцию.



Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

Построим для него таблицу истинности:

Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

Выпишем все гиперкубы, лежащие в M1(f) и соответствующие им импликанты:

Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

Выбираем простые импликанты и строим таблицу их покрытия:

Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

Поскольку импликант yz перекрывается с другими, его можно удалить из выражения.

Получается, что тупиковая ДНФ-функция имеет вид:

Минимизация Булевых Функций Методом Гиперкуба

Рекомендую всем, кому интересно прочитать замечательную книгу К.

Г.

Самофалов «Прикладная теория цифровых автоматов».

Теги: #теория автоматов #теория автоматов #метод Куайна #минимизация логических функций #гиперкуб #Алгоритмы

Вместе с данным постом часто просматривают:

Автор Статьи


Зарегистрирован: 2007-02-11 11:02:44
Баллов опыта: 511
Всего постов на сайте: 2
Всего комментарий на сайте: 0
Dima Manisha

Dima Manisha

Эксперт Wmlog. Профессиональный веб-мастер, SEO-специалист, дизайнер, маркетолог и интернет-предприниматель.