A informática como ciência das técnicas de coleta,o pedido e o processamento de vários dados começam seu desenvolvimento em meados do século XX. Embora alguns historiadores acreditem que o início da formação da ciência da computação tenha ocorrido no século XVII, com a invenção da primeira calculadora mecânica, a maioria a associa à era das tecnologias de computação mais avançadas. Na década de 40 do século 20, com o advento dos primeiros computadores, a informática recebeu um novo impulso de desenvolvimento.
Assunto de estudo de ciência da computação
Foi com o advento dos primeiros computadoresera necessário desenvolver novos métodos de sistematização, cálculo e processamento de grandes quantidades de dados, bem como desenvolver algoritmos que permitissem aproveitar todo o potencial dos novos computadores. A ciência da computação recebeu o status de disciplina científica independente e passou do plano dos cálculos matemáticos para o estudo da computação em geral.
Toda a ciência da computação moderna é baseada emoperações lógicas. Eles podem ser chamados de componentes fundamentais. Na programação de sistemas computacionais, o conceito de operação lógica é uma espécie de ação, após a qual é gerado um novo conceito ou significado, que se forma a partir de conceitos já existentes. O conjunto dessas ações pode variar dependendo do elemento do processador que deve executar os comandos. No entanto, existem algumas operações que são comuns a quase todos os sistemas existentes. São operações que trabalham com o conteúdo dos próprios valores, por exemplo, negação, ou que alteram as características quantitativas de um conceito - adição, subtração, multiplicação, divisão.
Tipos de operandos booleanos
Uma vez que a álgebra da lógica implica trabalho emconceitos abstratos, então os tipos de dados generalizados agem como operandos de todas as operações lógicas. Os elementos clássicos com os quais a álgebra proposicional trabalha são proposições, falsas ou verdadeiras. Em eletrônica e programação, as variáveis booleanas true e false, ou os valores inteiros 1 (true) e 0 (false), são usados para descrever esses termos. A combinação desses valores, por incrível que pareça, está ligada ao trabalho dos sistemas mais complexos e de grande escala. Todo código de programa executado em um computador ou qualquer dispositivo digital é dinamicamente traduzido em uma sequência de uns e zeros - um código universal que pode ser processado por qualquer processador.
Tipos de operações lógicas
Como mencionado anteriormente, no clássicoÁlgebra booleana, existem 2 tipos de funções. Operações lógicas básicas em tipos de dados binários são ações que afetam a própria instrução (operação unária ou unária). Isso também inclui operações que geram novas instruções com base em valores existentes (operações binárias ou de dois lugares). A ordem das operações lógicas é a mesma de qualquer cálculo matemático: da esquerda para a direita, incluindo parênteses.
O mais simples e um dos mais famososA função lógica booleana é a função de negação. Esta operação lógica mais simples é o oposto do operando de entrada. Na eletrônica, essa ação também é às vezes chamada de inversão. Por exemplo, se você inverter o julgamento como "verdadeiro", o resultado será "falso". Por outro lado, negar o valor "falso" resultará no valor "verdadeiro". Essa operação lógica na programação é freqüentemente usada para desviar algoritmos e implementar a "seleção" do próximo conjunto de instruções com base nos resultados já disponíveis ou nas condições alteradas.
Operações binárias
Em programação e ciência da computação, é usadoconjunto limitado de operações binárias (binárias). Eles obtêm seu nome da palavra latina bi, que significa "dois", e são um tipo de função que recebe dois argumentos como entrada e retorna um novo valor como resultado. As tabelas verdade são usadas para descrever todas as funções da álgebra booleana.
Para que eles são necessários
Este sistema é compilado para um específicoo número de operandos de entrada e descreve todos os valores resultantes que uma determinada operação lógica pode retornar para um determinado conjunto de parâmetros de entrada.
As funções mais comumente usadas em ciência da computação e computação são operações de adição lógica (disjunção) e multiplicação lógica (conjunção).
Conjunção
A operação lógica AND é uma função de escolhao menor de dois ou n operandos de entrada. Na entrada, esta função pode ter dois (função binária), três valores (ternário) ou um número ilimitado de operandos (operação n-ária). Ao avaliar o resultado da função, ele será o menor dos valores de entrada fornecidos.
Um análogo na álgebra comum é a funçãomultiplicação. Portanto, a operação de conjunção é freqüentemente chamada de multiplicação lógica. Ao escrever uma função, o sinal é o sinal de multiplicação (ponto) ou o e comercial. Se você compilar uma tabela verdade para esta função, verá que a função assume o valor "verdadeiro", ou 1, apenas se todos os operandos de entrada forem verdadeiros. Se pelo menos um dos parâmetros de entrada for igual a zero, ou o valor for "falso", o resultado da função também será "falso".
Isso reflete a analogia com a multiplicação aritmética:multiplicar qualquer número e conjunto de números por 0 sempre retornará 0. Essa operação lógica é comutativa: a ordem em que recebe os parâmetros de entrada não afetará o resultado final do cálculo.
Outra propriedade desta função éassociatividade ou combinação. Esta propriedade permite ignorar a ordem de cálculo ao calcular uma sequência de operações binárias. Portanto, não há necessidade de considerar parênteses para 3 ou mais operações de multiplicação lógica sequencial. Na programação, esta função é freqüentemente usada para garantir que comandos específicos sejam executados apenas quando um conjunto de certas condições for atendido.
Disjunção
Operação lógica "OU" - um tipo de função booleana,que é análogo à adição algébrica. Outros nomes para esta função são adição lógica, disjunção. Assim como uma operação de multiplicação lógica, uma disjunção pode ser binária (calcular um valor com base em dois argumentos), ternária ou n-ária.
Tabela verdade para uma dada operação lógicaé uma espécie de alternativa à conjunção. A operação lógica OR calcula o resultado máximo entre os argumentos fornecidos. A disjunção assume o valor "falso" na saída, ou 0, apenas se todos os parâmetros de entrada vierem com valores 0 ("falso"). Em qualquer outro caso, a saída será "verdadeira", ou 1. Para escrever esta função, o sinal matemático de adição ("mais") ou duas listras verticais é mais frequentemente usado. A segunda opção é comum na maioria das linguagens de programação e é preferível porque permite separar claramente uma operação lógica de uma aritmética.
Propriedades gerais de operações lógicas
Operações lógicas básicas, sejam unárias,funções binárias, ternárias ou outras estão sujeitas a certas regras e propriedades que descrevem seu comportamento. Uma das propriedades fundamentais que as funções lógicas descritas acima têm é a comutatividade.
Esta propriedade garante que a permutaçãolocais de operandos, o valor da função não mudará. Nem todas as operações têm essa propriedade. Ao contrário da conjunção e disjunção, que satisfazem os requisitos da comutatividade, a função de multiplicação da matriz não o é, e a permutação de fatores nesta operação resultará em uma mudança no resultado, bem como na exponenciação.
Aspecto adicional
Outra propriedade importante frequentemente usada em eletrônicos e circuitos é a subordinação de pares de operações lógicas às leis de De Morgan.
Essas leis conectam pares de operações lógicas comusando a função lógica de negação, ou seja, eles permitem que você expresse uma operação lógica usando outra. Por exemplo, a função de negação de uma conjunção pode ser expressa usando a disjunção das negativas de operandos individuais. Com a ajuda dessas leis, as operações lógicas "E", "OU" podem ser expressas e implementadas mutuamente com custos mínimos de hardware. Esta propriedade é extremamente útil em circuitos, pois economiza recursos no cálculo e formação de microcircuitos.
