Informatika kaip rinkimo technikų mokslas,Įvairių duomenų užsakymas ir apdorojimas pradeda vystytis XX amžiaus viduryje. Nors kai kurie istorikai mano, kad informatikos formavimosi pradžia slypi dar XVII amžiuje, išradus pirmąjį mechaninį skaičiuotuvą, dauguma jį sieja su pažangesnių skaičiavimo technologijų era. XX amžiaus 40-ajame dešimtmetyje, atsiradus pirmiesiems kompiuteriams, informatika gavo naują impulsą plėtrai.
Informatikos studijų dalykas
Tai buvo su pirmųjų kompiuterių atsiradimuatsirado poreikis sukurti naujus didelių duomenų kiekių sisteminimo, skaičiavimo ir apdorojimo metodus, taip pat sukurti algoritmus, kurie leistų išnaudoti visą naujų kompiuterių potencialą. Kompiuteriai gavo nepriklausomos mokslo disciplinos statusą ir iš matematinių skaičiavimų plokštumos perėjo į skaičiavimo studijas apskritai.
Visa šiuolaikinė informatika yra pagrįstaloginės operacijos. Jie gali būti vadinami pagrindiniu komponentu. Programuojant kompiuterines sistemas loginio veiksmo sąvoka yra tam tikras veiksmas, kurį įvykdžius generuojama nauja sąvoka ar prasmė, kuri formuojama jau esamų sąvokų pagrindu. Tokių veiksmų rinkinys gali skirtis priklausomai nuo procesoriaus elemento, kuris turi vykdyti instrukcijas. Tačiau yra keletas operacijų, kurios būdingos beveik visoms esamoms sistemoms. Tai operacijos, kurios veikia su pačių reikšmių turiniu, pavyzdžiui, neigimas, arba tos, kurios keičia kiekybines sąvokos charakteristikas – sudėjimas, atėmimas, daugyba, padalijimas.
Būlio operandų tipai
Kadangi logikos algebra reiškia darbąabstrakčios sąvokos, tada apibendrinti duomenų tipai veikia kaip visų loginių operacijų operandai. Klasikiniai elementai, su kuriais veikia teiginių algebra, yra teiginiai, klaidingi arba teisingi. Elektronikoje ir programavime šiems terminams apibūdinti naudojami Būlio kintamieji true ir false arba sveikųjų skaičių reikšmės 1 (true) ir 0 (false). Šių vertybių derinys, kad ir kaip neįtikėtinai tai skambėtų, yra susietas su sudėtingiausių ir didžiausio masto sistemų darbu. Visas programos kodas, kuris vykdomas kompiuteryje ar bet kuriame skaitmeniniame įrenginyje, dinamiškai paverčiamas vienetų ir nulių seka – universaliu kodu, kurį gali apdoroti bet kuris procesorius.
Loginių operacijų rūšys
Kaip minėta anksčiau, klasikinėjeBūlio algebra, yra 2 tipų funkcijos. Pagrindinės dvejetainių duomenų tipų loginės operacijos yra veiksmai, turintys įtakos pačiam teiginiui (vienarūšė arba vienareikšmė operacija). Tai taip pat apima operacijas, kurios generuoja naujus teiginius pagal esamas reikšmes (dvejetaines operacijas arba dvivietes). Loginių operacijų tvarka tokia pati kaip ir atliekant bet kokius matematinius skaičiavimus: iš kairės į dešinę, įskaitant skliaustus.
Paprasčiausias ir vienas žinomiausiųBūlio loginė funkcija yra neigimo funkcija. Ši paprasčiausia loginė operacija yra priešinga įvesties operandui. Elektronikoje šis veiksmas taip pat kartais vadinamas inversija. Pavyzdžiui, jei apverssite sprendimą „teisinga“, rezultatas bus „klaidingas“. Ir atvirkščiai, paneigiant reikšmę „false“, bus gauta reikšmė „true“. Toks loginis veiksmas programuojant labai dažnai naudojamas išsišakojus algoritmams ir įgyvendinant sekančio instrukcijų rinkinio „atranką“ pagal jau turimus rezultatus ar pasikeitusias sąlygas.
Dvejetainės operacijos
Jis naudojamas programavimo ir informatikos srityseribotas dvejetainių (dvejetainių) operacijų rinkinys. Jie gavo savo pavadinimą iš lotyniško žodžio bi, reiškiančio „du“, ir yra tam tikra funkcija, kuri kaip įvestį priima du argumentus ir dėl to grąžina vieną naują reikšmę. Tiesos lentelės naudojamos visoms Būlio algebros funkcijoms aprašyti.
Kam jie reikalingi
Ši sistema sukurta konkrečiamįvesties operandų skaičius ir apibūdina visas gautas reikšmes, kurias tam tikra loginė operacija gali grąžinti tam tikram įvesties parametrų rinkiniui.
Informatikos moksle ir skaičiavime dažniausiai naudojamos funkcijos yra loginio sudėjimo (disjunkcijos) ir loginio daugybos (jungimo) operacijos.
Jungtis
Loginė IR operacija yra pasirinkimo funkcijamažiausias iš dviejų arba n įvesties operandų. Įvesties vietoje ši funkcija gali turėti dvi (dvejetainė funkcija), tris reikšmes (trečias) arba neribotą operandų skaičių (n-oji operacija). Vertinant funkcijos rezultatą, jis bus mažiausia iš pateiktų įvesties reikšmių.
Įprastos algebros analogas yra funkcijadaugyba. Todėl konjunkcijos operacija dažnai vadinama loginiu dauginimu. Rašant funkciją, ženklas yra daugybos ženklas (taškas) arba ampersantas. Jei sudarysite šios funkcijos tiesos lentelę, pamatysite, kad funkcija įgaus reikšmę "true" arba 1, tik jei visi įvesties operandai yra teisingi. Jei bent vienas iš įvesties parametrų yra lygus nuliui arba reikšmė yra "false", tada funkcijos rezultatas taip pat bus "false".
Tai atspindi analogiją su aritmetine daugyba:padauginus bet kurį skaičių ir skaičių aibę iš 0, visada bus gautas 0. Ši loginė operacija yra komutacinė: tvarka, kuria ji gauna įvesties parametrus, niekaip neturės įtakos galutiniam skaičiavimo rezultatui.
Kita šios funkcijos savybė yraasociatyvumas arba derinys. Ši savybė leidžia nepaisyti skaičiavimo tvarkos skaičiuojant dvejetainių operacijų seką. Todėl atliekant 3 ar daugiau nuoseklių loginio daugybos operacijų, nereikia atsižvelgti į skliaustus. Programuojant ši funkcija dažnai naudojama siekiant užtikrinti, kad konkrečios komandos būtų vykdomos tik tada, kai įvykdomas tam tikrų sąlygų rinkinys.
Disjunkcija
Loginė operacija "OR" - tam tikra Būlio funkcija,kuri yra analogiška algebriniam sudėjimui. Kiti šios funkcijos pavadinimai yra loginis sudėjimas, disjunkcija. Kaip ir loginio daugybos operacija, disjunkcija gali būti dvejetainė (reikšme apskaičiuojama remiantis dviem argumentais), treji arba n.
Tiesos lentelė duotai loginei operacijaiyra tam tikra alternatyva konjunkcijai. Loginė ARBA operacija apskaičiuoja maksimalų rezultatą tarp pateiktų argumentų. Disjunkcija išvestyje įgauna reikšmę „false“ arba 0 tik tuo atveju, jei visų įvesties parametrų reikšmės yra 0 („false“). Visais kitais atvejais išvestis bus „true“, arba 1. Šiai funkcijai parašyti dažniausiai naudojamas matematinis pridėjimo ženklas („pliusas“) arba dvi vertikalios juostelės. Antrasis variantas yra įprastas daugelyje programavimo kalbų ir yra pageidautinas, nes leidžia aiškiai atskirti loginę operaciją nuo aritmetinės.
Bendrosios loginių operacijų savybės
Pagrindinės loginės operacijos, nesvarbu, ar josdvejetainėms, trinarėms ar kitoms funkcijoms taikomos tam tikros taisyklės ir savybės, apibūdinančios jų elgesį. Viena iš pagrindinių aukščiau aprašytų loginių funkcijų savybių yra komutaciškumas.
Ši savybė užtikrina, kad iš permutacijosoperandų vietas, funkcijos reikšmė nesikeis. Ne visos operacijos turi šią savybę. Skirtingai nuo konjunkcijos ir disjunkcijos, kurios tenkina komutatyvumo reikalavimus, matricos daugybos funkcija nėra tokia, o faktorių permutacija šioje operacijoje lems rezultato pasikeitimą, taip pat eksponenciją.
Papildomas aspektas
Kita svarbi savybė, kuri dažnai naudojama elektronikoje ir grandinėse, yra loginių operacijų porų pavaldumas de Morgano dėsniams.
Šie dėsniai jungia loginių operacijų poras sunaudojant loginio neigimo funkciją, tai yra, jie leidžia išreikšti vieną loginę operaciją naudojant kitą. Pavyzdžiui, jungtuko neigimo funkcija gali būti išreikšta naudojant atskirų operandų neigimo disjunkciją. Šių dėsnių pagalba loginės operacijos „IR“, „ARBA“ gali būti tarpusavyje išreikštos ir įgyvendintos su minimaliomis techninės įrangos sąnaudomis. Ši savybė itin naudinga grandinėse, nes taupo išteklius skaičiuojant ir formuojant mikroschemas.
