По всем вопросам обращаться к Владимиру Дубовику
КЛАССНЫЕ
ЖУРНАЛЫ
|
Элементы математической логики
Алгебра логики. История логики
Алгебра — раздел математики, исследующий операции, аналогичные сложению,
умножению, вычитанию и делению и выполняемые не только над числами,
но и над другими математическими объектами, например, многочленами,
векторами, матрицами, операторами и т.д., над объектами самой различной
природы.
Возникла алгебра в связи с поисками общих приемов решения однотипных
арифметических задач. В основе найденных алгеброй общих приемов лежат
действия над величинами (составление и решение уравнений), выраженных
буквами, независимо от их конкретного числового значения. Введение символики
имело исключительно важное значение и явилось огромным шагом вперед
в развитии математики, так как введение буквенных обозначений сделало
запись сжатой и удобной для построения исчислений. Применение буквенных
обозначений облегчило и исследование общих свойств числовых систем и
общих методов решения задач при помощи уравнений.
Логика (греческое logos — слово, мысль, речь, разум) — совокупность
наук о законах и формах мышления.
Как грамматика изучает формы отдельного слова и формы сочетания слов
в предложении, отвлекаясь от конкретного содержания языковых выражений;
как математика рассматривает количественные и пространственные отношения
и формы, отвлекаясь от конкретных материальных предметов, так и формальная
логика исследует формы отдельных мыслей и формы сочетаний их в отвлечении
от конкретного содержания суждений, умозаключений, доказательств и понятий.
Составной частью формальной логики является математическая логика.
Зародилась логика в лоне единой нерасчлененной науки — античной философии,
которая тогда объединяла всю совокупность знаний о мире и о самом человеке
и его мышлении. В IV в. до н. э. логика начинает развиваться под влиянием
возросшего интереса к ораторскому искусству. Это характерно не только
для Древней Греции, но и для Древней Индии, Древнего Китая, Древнего
Рима и феодальной России. Как известно, в первом сочинении Аристотеля
(384 — 322 до н. э.) по логике проблемы логики рассматривались в связи
с теорией ораторского искусства. Первый русский фундаментальный труд
по логике, написанный М.В. Ломоносовым (1711 — 1765), называется «Краткое
руководство к красноречию». Основы математической логики заложил немецкий
ученый и философ Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646 — 1716). Он сделал
попытку построить первые логические исчисления, считал, что можно заменить
простые рассуждения действиями со знаками и привел соответствующие правила.
Но Лейбниц высказал только идею, а развил ее окончательно англичанин
Джордж Буль (1815 — 1864). Буль считается основоположником математической
логики как самостоятельной дисциплины. В его работах логика обрела свой
алфавит, свою орфографию и грамматику. Недаром начальный раздел математической
логики называют алгеброй логики, или булевой алгеброй.
Алгебра логики (логика высказываний) — один из основных разделов математической
логики, в котором методы алгебры используются в логических преобразованиях
высказываний.
Высказывания
Высказывание — это термин математической логики, которым
обозначается предложение какого-либо языка (естественного или искусственного),
рассматриваемого лишь в связи с его истинностью. Например:
«Земля — планета солнечной системы.» ..........................Истина
«2+8<5»........................................................................................
Ложь
«Всякий квадрат есть параллелограмм.»......................... Истина
«Каждый параллелограмм есть квадрат.» .......................Ложь
Приведем примеры, предложений не являющихся высказываниями:
«Посмотрите в окно.»
«Который час?»
«2x+7>12»
Еще раз подчеркнем, что отличительным признаком любого высказывания
является его свойство быть истинным или ложным, а этим свойством три
вышеприведенных предложения не обладают.
Используя простые высказывания, можно образовывать сложные, или составные,
высказывания, в которые простые входят в качестве элементарных составляющих.
В образовании сложных высказываний используются слова: и, или, тогда
и только тогда, когда (в том и только в том случае), если …, то …,
нет. Рассмотрим несколько примеров сложных высказываний. Рассмотрим
несколько примеров сложных высказываний:
«Если идет дождь, то солнце не светит.»
« Если ветер дует, то нет дождя.»
Основная задача логики высказываний заключается в том, чтобы на основании
истинности или ложности простых высказываний определить истинность
или ложность сложных высказываний.
Таблицы истинности. Логические функции. Основные логические
операции
Условимся, простые высказывания называть логическими переменными
и обозначать большими буквами и, если высказывание истинно, будем
писать A=1, а если ложно, то A=0.
Использование 0 и 1 подчеркивает некоторое соответствие между значениями
логических переменных и функций в алгебре логики и цифрами в двоичной
системе счисления. Это позволяет описывать работу логических схем
ЭВМ и проводить их анализ и синтез с помощью математического аппарата
алгебры логики.
Любое устройство ЭВМ, выполняющее действия над двоичными числами,
можно рассмотреть как некоторый функциональный преобразователь. Причем
числа на
входе — значения входных логических переменных, а число на выходе
— значение логической функции, которое получено в результате выполнения
определенных операций. Таким образом, этот преобразователь реализует
некоторую логическую функцию.
Значения логической функции для разных сочетаний значений входных
переменных — или, как это иначе называют, наборов входных переменных
— обычно задаются специальной таблицей. Такая таблица называется таблицей
истинности. Количество наборов входных переменных (Q) можно определить
по формуле:
Q=2^n, где n — количество входных переменных.
Продолжение следует........
|