Слайд 2Математическая логика
Математическая логика— это раздел математики, изучающий высказывания, рассматриваемые со
стороны их логических значений (истинности или ложности) и логических операций
над ними.
Слайд 3Математическая логика разработана в середине ХIХ века английским математиком Джорджем
Булем. Ее создание представляло собой попытку решать традиционные логические задачи
алгебраическими методами.
Слайд 4
Логическое высказывание — это любое повествовательное пpедложение, в oтнoшении кoтopoгo
мoжно oднoзначнo сказать, истиннo oнo или лoжнo.
Пример:
"6 — четное
число"
"Рим — столица Франции"
Слайд 5
Каждому логическому высказыванию сопоставляется логическая переменная.
Слайд 6Не всякое предложение является логическим высказыванием.
Пример:
ученик десятого класса;
информатика —
интересный предмет;
в городе A более миллиона жителей ;
у нее голубые
глаза.
Слайд 7Употребляемые в обычной речи слова и словосочетания "не", "и",
"или", "если... , то", "тогда и только тогда"
и другие позволяют из уже заданных высказываний строить новые высказывания. Такие слова и словосочетания называются логическими связками.
Слайд 8
Высказывания, образованные из других высказываний с помощью логических связок, называются
составными. Высказывания, не являющиеся составными, называются элементарными.
Слайд 9Примеры
Элементарные высказывания:
Петров — врач;
Солнце светит.
Составные высказывания :
Петров — врач
и шахматист ;
Петров — врач или шахматист
Слайд 10Логические операции
Основными логическими операциями являются операции И, ИЛИ, НЕ.
Им соответствуют
связки И, ИЛИ, НЕ естественного языка.
Слайд 11Операция НЕ
выражаемая словом "не", называется отрицанием и обозначается
чертой над высказыванием (или знаком ).
Высказывание истинно, когда
A ложно, и ложно, когда A истинно.
Пример. "Луна — спутник Земли" (А); "Луна — не спутник Земли" ().
Слайд 12Операция И
выражаемая связкой "и", называется конъюнкцией (лат. conjunctio — соединение)
или логическим умножением и обозначается точкой " . " (может
также обозначаться знаками ∧ или &).
Высказывание А ∧ В истинно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В истинны.
Например, высказывание "10 делится на 2 и 5 больше 3" истинно, а высказывание "10 делится на 2 и 5 не больше 3", — ложно.
Слайд 13Операция ИЛИ
выражаемая связкой "или" (в неисключающем смысле этого слова),
называется дизъюнкцией (лат. disjunctio — разделение) или логическим сложением и
обозначается знаком v (или плюсом).
Высказывание А v В ложно тогда и только тогда, когда оба высказывания А и В ложны.
Например, высказывание "10 не делится на 2 или 5 не больше 3" ложно, а высказывание "10 делится на 2 или 5 больше 3", — истинно.
Слайд 14Операция ЕСЛИ-ТО
выражаемая связками "если ..., то", "из ...
следует", "... влечет ...", называется импликацией (лат. implico — тесно
связаны) и обозначается знаком →.
Высказывание А → В ложно тогда и только тогда, когда А истинно, а В ложно.
Слайд 15Замечание
В обычной речи связка "если ..., то" описывает
причинно-следственную связь между высказываниями. Но в логических операциях смысл высказываний
не учитывается. Рассматривается только их истинность или ложность. Поэтому импликации, образоваться высказываниями, совершенно не связанными по содержанию.
Слайд 16Примеры импликаций
если президент США — демократ, то в Африке водятся
жирафы;
если арбуз — ягода, то в бензоколонке есть бензин.
Слайд 17Операция РАВНОСИЛЬНО
выражаемая связками "тогда и только тогда", "необходимо и достаточно",
"... равносильно ...", называется эквиваленцией или двойной импликацией и обозначается
знаком ↔ или ~. Высказывание А ↔ В истинно тогда и только тогда, когда значения А и В совпадают.
Слайд 18Примеры
высказывания "24 делится на 6 тогда и
только тогда, когда 24 делится на 3", "23 делится
на 6 тогда и только тогда, когда 23 делится на 3" истинны;
высказывания "24 делится на 6 тогда и только тогда, когда 24 делится на 5", "21 делится на 6 тогда и только тогда, когда 21 делится на 3" ложны.
Слайд 19
Высказывания А и В, образующие составное высказывание A↔B , могут
быть совершенно не связаны по содержанию, например: "три больше двух"
(А), "пингвины живут в Антарктиде" (В). Отрицаниями этих высказываний являются высказывания "три не больше двух" (¬A), "пингвины не живут в Антарктиде" (¬B). Образованные из высказываний А и В составные высказывания A↔B и ¬A ↔ ¬B истинны, а высказывания ¬A ↔ B и A ↔ ¬B — ложны.
Слайд 20Таблицы истинности логических операций
Слайд 22
Число различных бинарных функций =
?
16
Слайд 23Логическая формула
С помощью логических переменных и символов логических операций любое
высказывание можно формализовать, то есть заменить логической формулой.
Можно говорить о
вычислении логического высказывания в смысле вычисления эквивалентной ему логической формуле.
Слайд 24Порядок вычисления логических операций
Отрицание
Конъюнкция
Дизъюнкция
Импликация, эквивалентность.
Слайд 26Вычислить формулу
z=¬x∧y∨¬(x∨y) ∨x
Слайд 29Связь между алгеброй логики и двоичным кодированием
Математический аппарат алгебры логики
описывает функционирование аппаратных средств компьютера.
Из этого следует два вывода:
одни и те же устройства компьютера могут применяться для обработки и хранения как числовой информации, представленной в двоичной системе счисления, так и логических переменных;
на этапе конструирования аппаратных средств алгебра логики позволяет значительно упростить логические функции, описывающие функционирование схем компьютера, и, следовательно, уменьшить число элементарных логических элементов.