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1 – Simplificação de Expressões Booleanas 1.1 – Motivo da simplificação: É sempre necessário simplificar expressões booleanas por um motivo básico: reduzir o número de componentes em um circuito. 1.2 – Métodos de Simplificação: 1.2.1 Simplificação pela Álgebra de Boole: Manipulando as expressões, trabalhando com postulados, identidades, Teorema de De Morgan, é possível simplificar expressões. Não é o método mais simples, e é comum encontrarmos uma solução, e esta solução não ser a melhor. Muitas vezes, é possível simplificar ainda mais e não percebemos. Logo, este método se torna não muito eficiente. A) Postulados: - Postulado da Complementação: Trata-se de um postulado muito básico, onde chamamos o inverso de um valor de “complemento”. Dizemos a A é o complemento de . Se A = 0, = 1; Se A = 1, = 0. Convém ressaltar que = A (se invertermos o valor de A por duas vezes, voltaremos a ter o mesmo A). - Postulado da Adição: Como já sabemos, temos em uma soma booleana, sempre que uma das ariáveis for 1, teremos resultado igual a 1. Vejamos: Expresão: A + B 1º) 0 + 0 = 0 2º) 0 + 1 = 1 3º) 1 + 0 = 1 4º) 1 + 1 = 1 Esta relação já era de nosso conhecimento. Mas, observando de outro ângulo, podemos notar duas observações importantes: A + 1 = 1 (qualquer variável somada a um, terá resultado igual a 1). A + = 1 (qualquer variável somada ao seu próprio complemento, terá resultado igual a 1). - Postulado da Multiplicação: Como já sabemos, temos em uma multiplicação booleana, sempre que uma das variáveis for 0, teremos resultado igual a 0. Vejamos: Expresão: A . B 1º) 0 . 0 = 0 2º) 0 . 1 = 0 3º) 1 . 0 = 0 4º) 1 . 1 = 1 Esta relação já era de nosso conhecimento. Mas, observando de outro ângulo, podemos notar duas observações importantes: A . A = 1 (qualquer variável multiplicada por ela mesma, resultará no valor dela própria); A . = 0 (qualquer variável multiplicada pelo seu complemento, resultará em zero). B) Propriedades: - Propriedade Comutativa da Adição: Assim como se faz em álgebra comum, é possível inverter as posições da parcelas, sem alterar o resultado: A + B = B + A - Propriedade Comutativa da Multiplicação: Assim como se faz em álgebra comum, é possível inverter as posições dos produtos, sem alterar o resultado: A . B = B . A - Propriedade Associativa na Adição: Podemos agrupar parcelas de formas diferentes, sem alterar o valor final da expressão. A + (B + C) = (A + B) + C = A + B + C - Propriedade Associativa na Multiplicação: Podemos agrupar os produtos de formas diferentes, sem alterar o valor final da expressão. A . (B . C) = (A . B) . C = A . B . C - Propriedade Distributiva: Podemos simbolizar a expressão colocando uma (ou várias) variáveis em evidência, assim como se tivermos variável em evidência, podemos separar a expressão, como bem convier. A . (B + C) = AB + AC C) Teoremos de De Morgan - Teorema de De Morgan 1: Isso porque, como já sabíamos, estamos simbolizando as seguintes portas, que possuem realmente a mesma função: - Teorema de De Morgan 2: Isso porque, como já sabíamos, estamos simbolizando as seguintes portas, que possuem realmente a mesma função: D) Identidades Auxiliares: 1ª Identidade: A + AB = A Se usarmos a propriedade distributiva, temos que A (1 + B) = A; Sabemos que qualquer variável somada a 1, dará resultado de 1, portanto, o termo dentro do parêntese será igual a 1. A . 1 = A. Logo, sabemos que A + AB = A. 2ª – Identidade: Usando a identidade do complemento: Usando 2º Teorema de De Morgan: Usando 1º Teorema de De Morgan: Usando Propriedade Distributiva: , sendo que = 0, temos: Aplicando novamente 1º Teorema de De Morgan: Logo, temos que . 3ª Identidade: (A + B) . (A + C) = A + BC Usando Propriedade Distributiva: (A + B) . (A + C) = A (A + B) + C (A + B) = A . A + A . B + A . C + B . C Sabemos que A . A = A, fica: A + AB + AC + BC = A + A (B + C) + BC = A [1 + (B + C) + CB] = A [1 + (B + C)] + CB; sabemos que 1 + B + C = 1; O resultado fica então: A + BC 1.2.2 – Quadro Resumo: