Предисловие
Дискретная математика – раздел математики, занимающийся изучением свойств объектов дискретного и (или) конечного характера, к числу которых могут быть отнесены конечные группы, конечные графы, многие математические модели преобразователей информации. Все эти объекты и модели основываются на теоретико-множественных понятиях. В нынешнее цифровое тысячелетие знание дискретной математики, «цифровое мышление» – необходимый элемент информационной культуры специалиста.
Как отдельная учебная дисциплина в большинстве вузов РФ дискретная математика выделилась сравнительно недавно в 70-80-е годы прошлого века.
Математическая логика – это логика, развиваемая математическим методом. Характерным является использование формальных языков с точным синтаксисом и чёткой семантикой, однозначно определяющими понимание формул. Потребность в такой логике выявилась в начале ХХ века в связи с интенсивной разработкой оснований математики, возникновением, уточнением понятия алгоритма и другими глубокими и принципиальными вопросами математической науки. Значение математической логики для науки не исчерпывается её математическими приложениями, поскольку рассуждать и доказывать приходится во всех науках. Поэтому математическая логика с полным правом может быть охарактеризована как логика на современном этапе.
Математическая логика чаще всего являлась отдельным разделом дискретной математики. И только в конце ХХ века в государственных образовательных стандартах даже «нематематических» специальностей она представляется как отдельная дисциплина.
В последние годы пришло понимание того, что логика – единая наука, поэтому формальную логику необходимо рассматривать как раздел математической, что и практикуется теперь в ведущих вузах. Это позволяет, с одной стороны, обеспечить синтез двух подходов в преподавании логики – традиционного и символического, а с другой стороны, предоставляет возможность пояснения сложных вопросов математики на простых и наглядных примерах, которые могут быть легко представлены как формально, так и неформально.
Учебное пособие предназначено для изучения двух дисциплин – «Дискретная математика» и «Математическая логика».
Авторы стремились с одной стороны, как можно более конкретизировать абстрактные понятия математики на «информационных» и «технических» примерах, а с другой стороны, проводили идеологию цифрового и числового кодирования математических объектов. Кодирование – это и основа информационных технологий новой цивилизации, и предоставление возможности формирования большого количества вариантов заданий для самостоятельной работы (см. прил. 1-2) по многим разделам изучаемых дисциплин.
Само задание, как правило, представляется натуральным числом. Таковы задания по теории множеств и переключательным функциям, где номером кодируется некоторое множество на определенном универсуме, либо переключательная функция. В теме «Автоматы» задание для самостоятельной работы – последовательность символов, например, входных наборов.
Авторы пользуются термином «переключательные функции» в дискретной математике, который в последнее время утвердился и в государственных образовательных стандартах. В математической логике, как правило, используется более конкретный термин – «логическая функция».
Авторы посвящают свой скромный труд учителям – Л.Ф. Викентьеву , Т.И. Когану, В.А. Несмелову , и выражают благодарность А.М. Гревцеву за помощь в подготовке заданий для самостоятельной работы.
- Содержание
- 6. Элементарные двоичные переключательные функции
- 7. Основные законы булевой алгебры и преобразование
- Приложение 2. Варианты контрольных заданий по дисциплине
- Предисловие
- Дискретная математика
- 1. Множества и алгебраические системы. Булевы алгебры
- 1.1. Основные понятия теории множеств
- 1.2. Основные операции над множествами
- 1.3. Декартово произведение множеств
- 1.4. Соответствия и функции
- 1.5. Отношения
- 1.6. Использование множеств в языке Паскаль
- 2. Элементы общей алгебры
- 2.1. Операции на множествах
- 2.2. Группа подстановок Галуа
- 2.3. Алгебра множеств (алгебра Кантора)
- 2.4. Алгебраические системы. Решетки
- 2.5. Задание множеств конституентами
- 2.6. Решение уравнений в алгебре множеств.
- 3. Элементы комбинаторики
- 3.1. Комбинаторные вычисления
- 3.2. Основные понятия комбинаторики
- 3.3. Размещения
- 3.4. Перестановки
- 3.5. Сочетания
- 3.6. Треугольник Паскаля.
- 3.7. Бином Ньютона
- 3.8. Решение комбинаторных уравнений
- 4. Основные понятия теории графов
- 4.1. Способы задания графов
- 4.2. Характеристики графов
- 4.3. Понятие о задачах на графах
- 4.4. Задача о Ханойской башне
- 5. Переключательные функции и способы их задания
- 5.1. Понятие о переключательных функциях
- 5.2. Двоичные переключательные функции и способы их задания
- 5.3. Основные бинарные логические операции
- 5.4. Понятие о переключательных схемах и технической реализации переключательных функций
- 5.5. Использование логических операций в теории графов
- 6. Элементарные двоичные переключательные функции и функциональная полнота систем переключательных функций
- 6.1. Элементарные переключательные функции одной переменной
- 6.2. Элементарные переключательные (логические) функции двух переменных
- 6.3. Функциональная полнота систем переключательных функций
- 6.4. Базисы представления переключательных функций
- 6.5. Пример анализа и определения свойств пф, заданной десятичным номером
- 7. Основные законы булевой алгебры и преобразование переключательных функций
- 7.1. Основные законы булевой алгебры переключательных функций
- 7.2. Равносильные преобразования. Упрощение формул алгебры переключательных функций
- 7.3. Преобразование форм представления переключательных функций
- 8. Минимизация переключательных функций
- 8.1. Цель минимизации переключательных функций
- 8.2. Основные понятия и определения, используемые при минимизации
- 8.3. Аналитические методы минимизации переключательных функций
- 8.4. Минимизация переключательных функций по картам Карно
- 8.5. Метод поразрядного сравнения рабочих и запрещенных наборов
- Минимизация переключательных функций на основе поразрядного сравнения рабочих и запрещенных восьмеричных наборов.
- 8.6. Минимизация переключательных функций, заданных в базисе {, и, не}
- 8.7. Минимизация систем переключательных функций
- 8.8. Минимизация переключательных функций методом неопределенных коэффициентов
- 9. Понятие об автомате и его математическом описании
- 9.1. Основные определения теории конечных автоматов
- 9.2. Описание конечных детерминированных автоматов
- 9.3. Понятие о технической интерпретации конечных автоматов
- 9.4. Синтез комбинационных автоматов в заданном базисе
- 9.5. Булева производная
- 9.6. Элементарные автоматы памяти на основе комбинационного автомата и задержки
- 9.7. Синтез автомата – распознавателя последовательности
- 10. Элементы теории кодирования
- 10.1. Понятие о кодировании
- 10.2. Системы счисления, как основа различных кодов
- 10.3. Понятие о помехоустойчивом кодировании
- 10.4. Кодирование по Хэммингу
- 10.5. Кодирование с использованием циклических кодов и математического аппарата умножения и деления полиномов. Сигнатурный анализ
- 10.6. Понятие о криптографической защите информации
- 10.7. Понятие о сжатии информации