【问题标题】:Find the Simplified Sum of Products of a Boolean expression求布尔表达式的简化积和
【发布时间】:2011-08-16 01:43:51
【问题描述】:

只是在进行简单简化时遇到了一些问题。我正在对具有 3 个输入 A、B 和 C 的多数解码器进行简化。如果 2 个或所有 3 个输入假定为 1,则其输出 Y 假定为 1。否则 Y 假定为 0。选择其正确的切换函数 Y=f(A,B,C)。

所以,在做了一个真值表之后,我发现典型的产品总和来了

NOT(A).B.C + A.NOT(B).C + A.B.NOT(C) + A.B.C

这个,简化后,显然是 Y = A * B + B * C + A * C

简单的这样一个表达式的步骤是什么?它是如何完成的?在这种情况下,这个值是如何得到的?

【问题讨论】:

    标签: math theory boolean-logic algebra truthtable


    【解决方案1】:

    顺便说一句,WolframAlpha 非常适合做(检查)布尔数学,在这种情况下,您示例的格式是:

    ~A && B && C || A && ~B && C || A && B && ~C || A && B && C
    

    此外,您的具体表达实际上以this page 为例,与给出的其他答案不同。

    【讨论】:

    • 关于使用 WolframAlpha 的好建议!回想起来很明显,但我以前没有想到这一点。
    【解决方案2】:

    另一种解释。

    我们有 (1):

    (not(A) and B and C ) or (A and not(B) and C) or (A and B and not C) or (A and B and C).
    

    我们知道:

    A = A or A.
    

    所以我们可以将(1)改写为(2):

    (not(A) and B and C ) or (A and B and C) or
    (A and not(B) and C) or (A and B and C) or
    (A and B and not C) or (A and B and C)
    

    我们也知道:

    (A and B) or (A and not B) = A and (B or not B) = A
    

    所以我们可以将(2)改写为(3):

    (B and C) or (A and C) or (A and B)
    

    我们的想法是找到可以(部分)消除的组以简化方程。

    【讨论】:

      【解决方案3】:

      了解一些基本的逻辑概念会让您受益:

      • De Morgan's Laws 解释如何将 AND 项转换为 OR 项(反之亦然)。这是一个非常强大的概念,值得学习,它允许将逻辑表达式转换为纯 NAND 或纯 NOR 形式,这是有充分理由的

      • Karnaugh map 可用于将逻辑表达式直观地转换为其第一个规范形式。在许多现实生活中使用卡诺图是不切实际的,但却是一种非常棒的学习技巧

      为任何逻辑表达式找到第一个规范形式的一种直接方法是生成适当的真值表,然后检查导致输出为 1 的输入。

      对于真值表中输出为 1 的每一行,您可以相对容易地只为该行形成一个逻辑表达式。完整的逻辑表达式来自对每一行的所有表达式进行 ORing。这将是一个最小的表达式(可能还有其他表达式,没有一个会更最小)。

      【讨论】:

        【解决方案4】:

        首先,请注意对于布尔表达式:

        A= A + A
        

        现在看看

        NOT(A).B.C + A.NOT(B).C + A.B.NOT(C) + A.B.C
        = NOT(A).B.C + A.NOT(B).C + A.B.NOT(C) + A.B.C + A.B.C + A.B.C
        = (NOT(A)+A).B.C + A.(NOT(B)+B).C + A.B.(NOT(C)+C)
        = B.C + A.C + A.B
        

        【讨论】:

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