邏輯函式的規範正規化:SOP與POS form

川彌發表於2020-10-30


前言

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一、邏輯函式的規範正規化是什麼?

布林代數中,由標準邏輯運算子組成的布林函式可以按利用了對偶性“最小項”和“最大項”的概念的規範形式來表達的形式。

二、SOP(Sum Of Product)形式

1.最小項(minterm)

我們先定義最小項(minterm)為由邏輯與補運算子組成的邏輯表示式。(與“最小”沒有什麼關係)
所有變數都要出現且只能出現一次,變數本身和補不能同時出現。由於每個變數都有自身和補的兩種形式(但不能同時出現),易知n個變數有2^n個最小項。

常用的是真值為1的最小項,有時最小項也特指真值為1的最小項。
根據可以將其分別命名為m0,m1,m2,m3
eg.如下圖真值表
a b f(a, b)
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 0

在4行中,可以分別找出a和b組合成的真值為1的最小項
分別如下。
~a ~a m0
~a b m1
a ~b m2
~a ~b m3

2.最小項和SOP的關係

為什麼要定義最小項?
對於複雜的邏輯函式而言,從真值表推函式過程繁瑣。

使用最小項後,找到原函式輸出為1的最小項進行加和(或運算)就是該函式的邏輯表示式。

原因很簡單,我們分析真值表的時候,只要找出所有當輸出為1的輸入組合(AND組合)就可以。因真值表列舉了所有輸入進行AND的情況,只有符合f(a,b)的值的才可以入選,而邏輯運算除了只有NOT,AND,OR。而一個邏輯迴路裡,可以有很多輸入組合其輸出結果為1,所以只要把這些情況相(加)或就能得到表示式。

而我們得到的加和表示式就叫做SOP規範形式(sum of product)

式子的意思是:把兩個AND的結果相OR(把兩個積相加)。

三、POS(ProductOfSum)形式

1.最大項(maxterm)

先定義最大項(maxterm)為由邏輯或補運算子組成的**邏輯表示式。**常用的是值為0的時候。
每個變數只能出現一次,變數本身和補不能同時出現。由於每個變數都有自身和補的兩種形式(但不能同時出現),易知n個變數有2^n個最小項。

常用的是值為1的時候。

2.最大項和POS的關係

總結

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例如:以上就是今天要講的內容,本文僅僅簡單介紹了pandas的使用,而pandas提供了大量能使我們快速便捷地處理資料的函式和方法。

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