Алгебра логики в программировании — Умскул Учебник
На этой странице вы узнаете- Что не так с импликацией и эквиваленцией?
- Какое применение алгебра логики может найти в программировании?
В статье «Алгебра логики» мы выучили основы этого непростого раздела математики. Разобравшись в той теме, пора пойти дальше и заговорить на понятном компьютеру языке — языке программирования.
Логические уравнения в PythonМы говорили, что алгебра логики оперирует истиной и ложью, которым также могут соответствовать числа 1 и 0. В Python эта логика сохраняется. В нем есть логический тип данных bool, который может принимать значение True или False — истина и ложь соответственно. Последние также эквивалентны числам 1 и 0. |
Как логические операторы записываются в программе Python и в чем их отличие?
Логические операторы в Python мы уже упоминали в статье «Основы программирования. Часть 2». Давайте их вспомним:
Что не так с импликацией и эквиваленцией? Проблема в том, что для импликации и эквиваленции нет специальных логических операторов, но для них можно использовать математические: Но несмотря на схожесть работы, это все еще математические операторы, из-за чего нарушается привычный приоритет. Так что в программе он будет следующим: |
Самый практичный совет по записи логических уравнений в программе — не стесняйтесь использовать скобки, если используете математические операторы.
Например:
- простое логическое уравнение только из конъюнкции, дизъюнкции и инверсии в лишних скобках не нуждается (кроме тех, конечно, что уже есть в уравнении):
- при появлении импликации и эквиваленции подключаем скобки, чтобы сохранить приоритет и этих, и других логических операторов:
Какое применение алгебра логики может найти в программировании? Между программированием и алгеброй логики установлен довольно приятный союз: — С одной стороны, в больших и запутанных программах может быть много логических зависимостей, распутать которые поможет знание алгебры логики. |
Например, очень популярная задача алгебры логики — построение таблицы истинности. Давайте попробуем предположить, что нам может понадобиться, чтобы программа смогла это сделать?
А много нам и не надо:
- Нужен перебор логических переменных по совсем небольшому диапазону — от 0 до 1.
- Правильно записанное логическое уравнение, чтобы проверить его при каждом наборе истины и лжи.
Вопрос встает только о конкретной реализации. Python — очень гибкий язык. Для разных формулировок задачи он может предложить разные инструменты, при использовании которых написание кода станет еще приятнее.
Начнем с обобщенной задачи — построение таблицы истинности. На этом примере можно показать, что математические операторы путают приоритет логических. Так что давайте составим таблицу истинности для уравнения A ≡ B ∧ C ⇒ A.
Перебор устроим с помощью вложенных циклов for. Они будут перебирать отдельные переменные, которые потом будут поставляться в логическое уравнение. Для удобства будем сохранять значение уравнения в отдельную переменную, затем выводить все на экран.
print("A B C") for A in range(0, 2): for B in range(0, 2): for C in range(0, 2): result = A == ((B and C) <= A) print(A, B, C, result) Вывод: A B C 0 0 0 False 0 0 1 False 0 1 0 False 0 1 1 True 1 0 0 True 1 0 1 True 1 1 0 True 1 1 1 True
Мы заранее подписали каждый столбец, так что не запутаться в выводе будет проще.
Да, промежуточных результатов при такой реализации у нас нет. А зачем они нам? Нам важен итоговый результат — мы его получили.
У меня есть ощущение, что этот код не очень красивый. Он однозначно рабочий, но все-таки слишком много вложенных циклов. Как это можно решить?
В статье «Комбинаторика в информатике» мы обсуждали такую вещь, как модуль itertools, который содержит функции для работы с различными комбинациями. Как раз наш случай — мы используем различные комбинации 1 и 0
Сейчас нам пригодится функция product, которая создаст различные комбинации из указанных элементов. Изначально запишем их в отдельный массив для удобства:
from itertools import product print("A B C") d = [0, 1] for i in product(d, repeat = 3): A, B, C = i result = A == ((B and C) <= A) print(A, B, C, result) Вывод: A B C 0 0 0 False 0 0 1 False 0 1 0 False 0 1 1 True 1 0 0 True 1 0 1 True 1 1 0 True 1 1 1 True
Как видите, результат мы получили тот же, но смогли избавиться от некрасивого массива вложенных циклов. С еще большим количеством переменных в уравнении было бы нагляднее.
Пожалуй, стоит подробнее рассказать про строку:
A, B, C = i.
Мы точно знаем, что i — это массив с 3 элементами, так как мы изначально задали создание наборов длиной 3. Если указать перед ним ровно столько же переменных, им можно присвоить соответствующие элементы массива в одну строку.
Выше мы обсуждали, почему в этом уравнении обязательно должны быть скобки. Давайте докажем это. Построим таблицу истинности для того же уравнения, но не будем ставить скобки.
from itertools import product print("A B C") d = [0, 1] for i in product(d, repeat = 3): A, B, C = i result =A == B and C <= A print(A, B, C, result) Вывод: A B C 0 0 0 True 0 0 1 False 0 1 0 False 0 1 1 False 1 0 0 False 1 0 1 False 1 1 0 True 1 1 1 True
Не вышло: итоговые значения таблиц истинности разные. Значит, приоритет действительно нарушается.
Другая наша возможная цель — проверить, будет ли выражение истинным всегда? Получим ли мы истину при любом наборе логических переменных?
Как и в прошлый раз, у нас есть не один вариант реализации. Будем анализировать выражение А ∧ (В ∨ С) ≡ В.
Первый вариант:
- перебор всех наборов — вложенными циклами или с помощью product;
- сохранение всех результатов уравнения от каждого набора;
- проверка, чтобы ни одно значение не было ложным — для сохранения всех результатов можно использовать список.
from itertools import product d = [0, 1] all_results = [] for i in product(d, repeat = 3): A, B, C = i result = (A and (B or C)) == B all_results.append(result) if False not in all_results: print("Функция полностью истинна") else: print("Функция истинна не всегда") Вывод: Функция истинна не всегда
Python не был бы Python, если бы не дал нам возможность записать все практически в одну строку.
Второй вариант — функция all.
from itertools import product d = [0, 1] result = all((A and (B or C)) == B for A, B, C in product(d, repeat = 3)) if result: print("Функция полностью истинна") else: print("Функция истинна не всегда")
Здесь в переменную result записывается логическое значение True, если для всех наборов А, В, С из комбинаций d длиной 3 результат логического уравнения равен True.
Для похожей задачи — чтобы не все значения уравнения были ложными — можно использовать функцию any. Синтаксис абсолютно такой же, разница есть в принципе работы. any вернет True, если среди всех переданных значений есть хоть одно истинное значение.
from itertools import product d = [0, 1] result = any((A and (B or C)) == B for A, B, C in product(d, repeat = 3)) if result: print("Функция не всегда ложна") else: print("Функция всегда ложна") Вывод: Функция не всегда ложна
Python — гибкий язык. Если вам важнее видеть алгоритм работы кода более явно — используйте вложенные циклы, массивы для хранения значений и будьте более, чем на 100% уверены в каждом шаге. Если же вы хотите использовать дополнительные инструменты для сокращения объема кода и, как следствие, более быстрого его написания — вам в помощь комбинации product из itertools и инструменты массовой проверки all и any.
Фактчек- Для импликации и эквиваленции в Python используются математические операторы сравнения, что немного нарушает их общий приоритет. Сохранить его можно с помощью скобок.
- Значения истины и лжи в Python являются логическим типом данных, который может принимать значение True или False и соответствует 1 и 0.
- Функция all проверяет, все ли переданные ей значения истинны. Функция any проверяет, есть ли среди всех переданных значений хоть одно истинное.
Задание 1.
Для выражения А ∨ В ∧ ¬(В ∧ А) выберите верную запись на языке Python (с сохранением порядка действий):
- A and B or not B or A
- A and B or not (B or A)
- A or B and not B and A
- A or B and not (B and A)
Задание 2.
Для выражения ¬А ⇒ В ≡ А ∧ В выберите верную запись на языке Python (с сохранением порядка действий):
- not (А <= В == А and В)
- not А <= В == (А and В)
- ((not A) <= B) == (A and B)
- (not А) <= (В == (А and В))
Задание 3.
Чему будет равен последний столбец таблицы истинности для уравнения:
A ∧ B ⇒ C ∧ D ∨ D ∧ A?
- 11101101
- 11101111
- 00000011
- 11000111
Задание 4.
Выберите уравнение, которое во всех случаях принимает значение истины:
- ¬(A ∧ B) ∧ ¬(C ∧ ¬A)
- ¬(A ∧ B) ∨ ¬(C ∧ ¬A)
- A ∧ B ∧ ¬(C ∧ ¬A)
- ¬(A ∧ B) ∨ ¬(C ∧ A)
Ответ: 1. — 4; 2. — 3; 3. — 1; 4. — 2.
Логика-Т транзисторные элементы | ТОВ «ЕЛЕКТРОПРОМОПТ»
Элементы серии Логика-Т используются для гальванического разделения первичных цепей и входов транзисторных элементов, а также для согласования элементов в тех узлах системы, в которых требуется гальваническое разделение цепей, в серии
Для гальванического разделения первичных цепей и входов транзисторных элементов, а также для согласования элементов в тех узлах системы, в которых требуется гальваническое разделение цепей, в серии Логика Т предусмотрены также и магнитные элементы – управляемые трансформаторы. Назначение различного типа элементов серии
Типы элементов и их назначение
Логические
Логика Т-101 – Двойная диодно-транзисторная схема «ИЛИ-НЕ». Выполняет операцию Пирса.
Логика Т-102– Триггер маломощный. Применяется в схемах счетчиков, регистров как «память».
Логика Т-103 – Триггер маломощный. Применяется в разветвленных цепях матричных шифраторов и дешифраторов, а так же как «память» при работе на реле или сигнальную лампу.
Логика Т-104 – Двойная потенциально-импульсная ячейка. Применяется для составления импульсных схем «ИЛИ», «И», дифференцирования импульсов, а также для размножения входов элемента Т-102.
Логика Т-105 – То же, что и Т-104. Применяется для размножения входов элемента Т-103.
Логика Т-106 – Схема «ИЛИ». Позволяет изменять число входов от 2 до 8. Применяется для реализации логических функций.
Логика Т-107 – Диодная приставка «И». Обеспечивает возможность получения двух схем «И» на 4 входа или одной схемы на 6 входов и одной на 2 входа.
Функциональные
Логика Т-201 – Согласующий входной элемент. Предназначен для гальванического разделения первичных цепей и входов транзисторных элементов.
Логика Т-202 – Релейный элемент. Применяется для преобразования непрерывно изменяющегося напряжения в дискретный сигнал заданного уровня.
Логика Т-203 – Нуль-орган. Применяется для сравнения напряжений постоянного тока.
Временные
Логика Т-301 – Тройная RC-цепочка. Применяется в качестве дифференцирующей и интегрирующей цепочек, а также как фильтр высших частот.
Логика Т-302 – Двойная транзисторная задержка. Применяется для построения линий задержки , одновибраторов и мультивибраторов.
Логика Т-303 – Элемент задержки времени. Применяется для получения задержки выходного сигнала на время от 1 до 10 секунд.
Логика Т-304 – То же, что и Т-303. Применяется для получения задержки от 10 до 100 секунд.
Логика Т-305 – Обеспечивающий заданную выдержку времени (0,5—9 с).
Усилители
Логика Т-401 – Двойной усилитель для повышения нагрузочных способностей логических схем, для включения сигнальных ламп.
Логика Т-402 – Выходной усилитель мощности. Применяется для повышения нагрузочных способностей логических схем, включения обмоток магнитных усилителей, реле мощностью до 3 ватт.
Логика Т-403 – Выходной усилитель мощности. Применяется для включения обмоток магнитных усилителей, реле, сигнальных ламп мощностью до 10 ватт.
Логика Т-404 – Выходной усилитель мощности. Применяется для включения обмоток магнитных усилителей, контакторов, соленоидов мощностью до 30 ватт.
Логика Т-405 – Выходной усилитель мощности. Применяется для включения обмоток магнитных усилителей, контакторов, соленоидов с пусковой мощностью до 100 ватт.
Пошук продукції Пошук:
Элементы логики
Элементы логикина
Его Высокопреосвященство кардинал Мерсье
Третье издание
Переведено
Юэн Макферсон
Нью-Йорк
Манхэттенвилл Пресс
1912
Нихил Обстат.
РЕМИГИУС ЛАФОРТ, Д.Д.
Цензор
Подтверждение
ДЖОН КАРДИНАЛ ФАРЛИ
Архиепископ Нью-Йорка
Авторское право 1912
Манхэттенвилл Пресс
Введение
- 1. Определение логики
- 2. Материалы логического порядка
- 3. Формальная причина логического порядка
- 4. Отличие психологии от логики
- 5. Конечная причина логического порядка
- 6. Отличие логики от метафизики
- 7. Логику можно рассматривать как практическую науку или как искусство.
- 8. Разделы логики
Глава I
Действующая причина логического порядка
- 9. Происхождение и характер операций мыслительной способности
- 10. Множественность операций мыслительной способности. Их фундаментальная идентичность
- 11. Абстрактный характер понятий делает возможными суждения и рассуждения
Глава II
Материя или материальная причина логического порядка
- 12. Объект и раздел главы II
Арт. I. Концепции
§ 1.
Понятие, его предмет и свойства- 13. Понятие в его логическом аспекте
- 14. По какому праву логика занимается актами простого понимания?
- 15. Логические проблемы, возникающие в связи с актом простого опасения
- 16. Логические категории или затруднения
- 17. Предсказуемые
- 18. Понимание и расширение понятий
- 19. Отношения подчинения между идеями в отношении их расширения
- 20. Сравнение идей в плане их понимания. Отношение идентичности и оппозиции
§ 2. Разделение понятий
- 21. Основные рубрики классификации понятий
- 22. Классификация идей по отношению к объекту, абстрагируемому интеллектом
- 23. Классификация идей по способу представления объекта
- 24. Классификация когниций. в отношении их происхождения или образования
Арт. II. Условия.
§ 1.
Термин, его предмет и свойства- 25. Объект термина
- 26. Десять частей речи
§ 2 Классификация терминов
- 27. Классификация терминов
Глава III
Формальная причина логического порядка
- 28. Предварительное примечание
Арт. I. Решение и предложение
§ 1. Понятие суждения и предложения
- 29. Решение и предложение
- 30. Функция суждений и предложений в интеллектуальной жизни
§ 2. Суждения и предложения
- 31. Общая классификация предложений
I. Классификация простых предложений
- 32. Первый отдел предложений: по существу
- 33. Два вида суждений в необходимом вопросе
- 34. Синонимические обозначения вышеперечисленных
- 35. Второе подразделение предложений: в отношении их формы
- 36. Логическое значение сказуемого простого предложения
- 37. Третье подразделение предложений: в отношении их количества
- 38. Четвертое подразделение предложений: в отношении их качества
II. Классификация сложных предложений
- 39. Классификация сложных предложений
§ 3. Отношения между предложениями
- 40. Отношения между предложениями
- 41. Эквивалентность нескольких предложений
- 42. Конвертируемость предложений
- 43. Отношения оппозиции и подчинения
- 44. Правила, касающиеся истинности или ложности противоположных утверждений
- 45. Правила, касающиеся истинности или ложности подчиненных предложений
- 46. Непосредственные выводы
Арт. II. Рассуждение
- 47. Предварительные замечания. Объект искусства. II
§ 1. Рассуждение и силлогизм
- 48. Рассуждение
- 49. Силлогизм. Терминология
- 50. Природа и логическая основа силлогизма
- 51. Какого порядка необходимость принципов силлогизма?
- 52. Логические первые принципы
- 53. Фигуры и способы силлогизма
- 54. Правила силлогизма
- 55. Диапазон правил силлогизма. Логика и правда
§ 2. Силлогизмы
- 56. Предварительные замечания
I. Силлогизмы, рассматриваемые с точки зрения их формы
- 57. Деление силлогизмов по форме. .
- 58. Разновидность категорического силлогизма
- 59. Природа и правила условного силлогизма
- 60. Конъюнктив и дизъюнктивный силлогизм
- 61. Исключительный силлогизм
- 62. Дилемма
II.
Силлогизмы, рассматриваемые по своему содержанию 90 147- 63. Предварительные замечания
Различные виды демонстрации
- 64. I. Первичный отдел
- 65. Условия научной демонстрации
- 66. Доказательство фактов и демонстрация причин
- 67. II. Демонстрации априори и апостериори
- 68. III. Круговая или регрессивная демонстрация
- 69. IV. Другие случайные формы демонстрации
Возможные аргументы
- 70. Возможные аргументы
- 71. I. Аргументы по аналогии: (1) Энтимема
- 72. (2) Аналоговая индукция, или аналогия
- 73. (3) Пример
- 74. II. Аргументы от авторитета
Ошибочные и изощренные аргументы
- 75. Ложные рассуждения
- 76. Ложные рассуждения или софизмы
- 77. Собственно так называемые ложные рассуждения: I. Софизмы индукции
- 78. II. Софизмы дедукции
Арт. III. Научная систематизация
Предварительные замечания
- 79. Наука – это система
- 80. Научная систематизация
§ 1. Научные процессы
- 81. I. Определение. Его функция
- 82. Определения слов и вещей
- 83. Процессы определения. Синтез. Комбинированный анализ
- 84. Правила определения
- 85. II. Подразделение неотделимо от определения
- 86. Правила деления и синтеза
§ 2. Метод и методы
- 87. Метод. Разнообразие научных методов.
- 88. I. Синтетический метод
- 89. II. Метод позитивных наук. Его объект
- 90. Стадии индукционного процесса
- 91. Индуктивные методы
- 92. Объект индукции
- 93. Логические основы индукции
- 94. Индукция и силлогизм
- 95. Статистика. Их отношение к обвинению
- 96. Аналитико-синтетический метод. Заключение
- 97. Метод философии
Глава IV
Окончательная причина логического порядка
Заключение
- 98. Логика на службе науки и истины
- 99. Определение науки
<< ======= >>
элементов логики | работа Уэйтли
В истории логики: Другие логики 18-го века…эта традиция возникла 9 Ричарда Уэйтли.0359 Elements of Logic (1826) и, следуя той же традиции, чрезвычайно популярный A System of Logic Джона Стюарта Милля (1843). Хотя в настоящее время несимволический учебник Уотли в значительной степени помещен в сноску, он переформулировал многие понятия настолько вдумчиво и ясно, что в целом (и во-первых…
Подробнееобзор Милля
- В книге Джона Стюарта Милля: Общественная жизнь и письмо) Джона Стюарта Милля
… (1828 г. ) Ричарда Уэйтли Элементов логики г., он уже защищал силлогизм от шотландских философов, которые говорили о замене его предполагаемой системой индуктивной логики. Он требовал, чтобы его индуктивная логика «дополняла, а не заменяла». В течение нескольких лет он тщетно искал…
Подробнее