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ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Aula 5 – Álgebra Booleana AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES ESTRUTURA DA DISCIPLINA AULA 1 – Fundamentos AULA 2 – Sistemas de Numeração AULA 3 – Representação de dados AULA 4 – Lógica Digital AULA 5 – Álgebra Booleana AULA 6 – Modelo de Von Neumann AULA 7 – Conjunto de Instruções AULA 8 – Processador AULA 9 – Memória AULA 10 – Dispositivos de Entrada e Saída AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Conteúdo Programático AULA 5 Postulados e propriedades da Álgebra de Boole Simplificação de expressões AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Um pouco de história O inglês George Boole é considerado o pai da lógica simbólica. Desenvolveu o primeiro sistema formal para raciocínio lógico (lógica booleana) semelhante ao sistema algébrico. AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES A Álgebra Booleana é uma área da Matemática que trata de regras e elementos de lógica A Álgebra Booleana trata de variáveis e de operações com estas variáveis, utilizando valores binários 0 e 1. O valor 1 equivale à condição verdadeira e o valor 0 à condição falsa Uma expressão lógica pode ser simplificada garantindo, assim, circuitos mais simples e mais baratos de serem produzidos Essa simplificação é realizada utilizando os postulados e propriedades da álgebra de Boole Álgebra Booleana AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 1 0 * 1 = 0 1 * 0 = 0 0 * 0 = 0 0 = 1 1 = 0 Álgebra Booleana – Postulados 1 * 1 = 1 OR AND NOT AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 1) X + 0 = X 2) X + 1 = 1 3) X + X = X 4) X + X = 1 5) X * 0 = 0 6) X * 1 = X 7) X * X = X 8) X * X = 0 9) X = X Álgebra Booleana – Propriedades AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 1) X + 0 = X 2) X + 1 = 1 3) X + X = X 4) X + X = 1 5) X * 0 = 0 6) X * 1 = X 7) X * X = X 8) X * X = 0 9) X = X Exemplo : X=10 10 + 00 = 10 10 + 11 = 11 10 + 10 = 10 10 + 01 = 11 10 * 00 = 00 10 * 11 = 10 10 * 10 = 10 10 * 01 = 00 100110 AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 10) X + Y = Y + X 11) X * Y = Y * X 12) X+(Y+Z) = (X+Y)+Z 13) X*(Y*Z) = (X*Y)*Z 14) X*(Y + Z) = (X*Y) + (X*Z) Álgebra Booleana - Propriedades COMUTATIVA ASSOCIATIVA 15) X+(Y * Z) = (X+Y) * (X+Z) DISTRIBUTIVA AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 17) X + (X * Y) = X 18) X * (X + Y) = X Álgebra Booleana - Propriedades ABSORÇÃO 19) X + (X * Y) = X + Y 20) X * (X + Y) = X * Y 21) X + Y = X * Y 22) X * Y = X + Y MORGAN CONSENSO AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X + (X * Y) = X * 1 + X * Y (6) X * 1 = X = X * (Y + Y) + X * Y (4) Y + Y = 1 = X * Y + X * Y + X * Y (14) X * (Y + Y) = X * Y + X * Y = (X * Y + X * Y ) + X * Y (10) X + Y = Y + X = X * Y + X * Y (3) (X * Y + X * Y) = X * Y = X * ( Y + Y ) (14) X * (Y + Y) = X * Y + X * Y = X * 1 (4) Y + Y = 1 = X (6) X * 1 = X Provando a regra17: X + (X * Y ) = X AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Provando a regra17: X + (X * Y) = X AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X + (X * Y) = X * 1 + X * Y (6) X * 1 = X = X * (Y + Y) + X * Y (4) Y + Y = 1 = X * Y + X * Y + X * Y (14) X * (Y + Y) = X * Y + X * Y = (X * Y + X * Y) + X * Y + X * Y (3) X + X = X = (X *Y + X * Y) + (X * Y + X * Y) (10) X + Y = Y + X = X * ( Y + Y ) + (X + X) * Y (14) X * (Y + Y) = X * Y + X * Y = X * 1 + 1 * Y (4) X + X = 1 = X + Y (6) X * 1 = X Provando a Regra19: X + (X * Y) = X + Y AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Provando a Regra19: X + (X * Y) = X + Y AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X + Y = X * Y ( X + Y ) * (X + Y) = X * Y * (X + Y) 0 = X * Y * (X + Y) Distributiva 0 = X * Y * X + X * Y * Y (8) X * X = 0 0 = 0 * Y + 0 * X (5) X * 0 = 0 Que tal provar que X * Y = X + Y ? Provando a Lei de Morgan: X + Y= X * Y AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X =(A + B) * B Simplificando a expressão... A B AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X =(A + B) * B X = (A + B) * B (Morgan) (X * Y) = X + Y X = (A + B) + B (Morgan) (X + Y) = X * Y X = (A * B) + B (9) X = X X = (A * B) + B (19) X + (X * Y ) = X+Y X = A + B Simplificando a expressão... AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X =(A + B) * B Simplificando a expressão... AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X =(A + B) * B Simplificando a expressão... X A B AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES X =(A + B) * B X = A + B Simplificando a expressão... A B X A B AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) X = A ( 1 ) (4) X + X = 1 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) X = A ( 1 ) (4) X + X = 1 X = A (6) X * 1 = X 2) X = ABC + ( A + B + C) AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Praticando - Simplificações 1) X = ABC + AB + AC X = A (BC + B + C) (Distributiva) X = A (BC + BC ) (Morgan) X = A ( 1 ) (4) X + X = 1 X = A (6) X * 1 = X 2) X = ABC + ( A + B + C) X = ABC A + ABC B + ABC C (Distributiva) X = 0 + 0 + ABC C (8) X*X = 0 X = ABC C (1) X + 0 = X X = ABC (7) X* X = X AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Praticando - Simplificações 3) X = A . B . C (A+B+C ) X = A. B . C . A + A . B . C . B + A . B . C . C (Distributiva) X = 0 + 0 + A . B . C . C (8) X * X = 0 X = A . B . C . C (1) X + 0 = X X = A . B . C (7) X * X = X X = (A . B) + C (Morgan) X = A + B + C (Morgan)X = A + B + C (9) X = X AULA 5 – Álgebra Booleana ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES RESUMINDO • Operações lógicas combinadas •Regras semelhantes a álgebra •Resultados: Verdadeiro (1) ou Falso (0) •Atenção: não confundir operações lógicas com algébricas •Você deve praticar!
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