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Arquitetura de Computadores Álgebra Booleana Prof. MSc. Cláudio Raymundo Souza de Souza claudiors@ucb.br UNIVERSIDADE CATÓLICA DE BRASÍLIA - UCB PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO – PRG UNIDADE DE APOIO DIDÁTICO EDUCACIONAL – UADE COORDENAÇÃO DE PLANEJAMENTO EDUCACIONAL - CPE Álgebra Booleana Composta por Operadores e Axiomas ou postulados (proposições que não são provadas ou demonstradas, sendo consideradas como óbvias ou como um consenso inicial necessário para a construção ou aceitação de uma teoria. Álgebra Booleana As Variáveis Booleanas representam uma proposição e podem assumir apenas 2 valores: – Verdadeiro ou Falso Também é possível considerar os valores V ou F como sendo: – 1 ou 0 – Alto ou Baixo – Sim ou Não – Ligado ou Desligado – Fechado ou Aberto – 2 a 5 Volts ou 0 a 1 Volt Por isso o nº de estados que uma Função Booleana pode assumir é finito, podendo ser escritos em tabelas. Álgebra Booleana Todas as Funções Booleanas podem ser representadas em termos de 3 funções básicas: 1. Adição Lógica (A v B); (A + B) • Disjunção • OU • ‘v’, ‘+’ 2. Multiplicação Lógica (A ^ B); (A . B); (AB) • Conjunção • E • ‘^’, ‘.’ 3. Inversão Lógica (~A); (¬A); (Ā) • Negação • Não • ‘~’,’¬’,’-’ Álgebra Booleana Adição Lógica Supondo a equação X = A + B (lê-se A ou B), teremos o seguinte conjunto de soluções, constituindo a Tabela Verdade da Operação “OU”: A B A + B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Álgebra Booleana Multiplicação Lógica Supondo a equação X = A . B (lê-se A e B), teremos o seguinte conjunto de soluções, constituindo a Tabela Verdade da Operação “E”: A B A . B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Álgebra Booleana Inversão Lógica Supondo a equação X = ~A (lê-se A negado), teremos o seguinte conjunto de soluções, constituindo a Tabela Verdade da Operação “~”: A ~A 0 1 1 0 Álgebra Booleana Construindo Tabelas Verdade: • Uma tabela verdade consiste de um conjunto de colunas, nas quais são listadas todas as combinações possíveis entre as variáveis de entrada (à esquerda) e o resultado da função (à direita). • Também, pode-se criar colunas intermediárias, onde são listados os resultados de expressões contidas na expressão principal. Álgebra Booleana Construindo Tabelas Verdade: • O número de combinações que as variáveis de entrada podem assumir pode ser calculado por 2n, onde n é o número de variáveis de entrada. • Quando numa mesma equação Booleana aparecem operações E e OU, é necessário seguir a ordem de precedência. • Como na álgebra dos reais, a multiplicação tem precedência sobre a adição. Álgebra Booleana Construindo Tabelas Verdade: • As expressões entre parênteses têm precedência sobre operadores E e OU que estejam no mesmo nível. • A Negação deve ser avaliada tão logo seja possível. Caso seja aplicada sobre uma expressão é necessário que se avalie primeiramente o valor da expressão para após inverter o seu resultado. Álgebra Booleana Procedimento para construção de uma Tabela Verdade: 1. Criar colunas para as variáveis de entrada e listar todas as combinações possíveis, utilizando a fórmula no de combinações = 2n (onde n é o número de variáveis de entrada). 2. Criar uma coluna para cada variável de entrada que apareça complementada na equação e anotar os valores resultantes. 3. Avaliar a equação seguindo a ordem de precedência, a partir do nível de parêntesis mais internos. Álgebra Booleana Exemplo: Construir a Tabela Verdade para a equação: X = A + B . ¬C 1. São 3 variáveis de entrada, portanto haverá 3 colunas à esquerda e 8 linhas. 2. Criar uma coluna para a variável negada (C). 3. Pela priorização teremos a seguinte ordem para solução: ¬(C), (B.¬C) e A + (B.¬C). Álgebra Booleana Tabela Verdade para a equação X = A + B.¬C: A B C ¬C B.¬C A + B.¬C 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 Álgebra Booleana Fim
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