Слайд 1Математическая
логика
&
Логические основы
ЭВМ
Слайд 2План изучения темы включает следующие вопросы
Понятие о логике как науке
Этапы развития
логики. Формальная логика
Высказывания. Истинные и ложные, простые и сложные высказывания. Связки И, ИЛИ и частица НЕ.
Алгебра логики
Основные понятия и область применения алгебры логики
Элементарные логические операции
Логические функции
Таблицы истинности
Задачи логики
Законы алгебры логики
Упрощение логических выражений.
Логические элементы ПК — И, ИЛИ, НЕ.
Построение функциональных схем по логическим функциям.
Слайд 4Предмет логики
Логика
(др.-греч. «λογική» — «искусство рассуждения») — наука,
изучающая законы и формы мышления.
Слайд 61-й этап: ФОРМАЛЬНАЯ ЛОГИКА
связан с работами ученого и философа Аристотеля (384—322
гг. до н. э.)
Он пытался найти ответ на вопрос «как мы рассуждаем",
изучал правила мышления,
впервые дал систематическое изложение логики,
подверг анализу человеческое мышление,
Определил его формы —
понятие,
суждение,
умозаключение.
Так возникла формальная логика
Слайд 72-й этап : появление математической или символической логики
Основы ее заложил немецкий
ученый и философ
Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646—1716).
сделал попытку построить первые логические исчисления (свести логику к математике)
Предложил использовать символы вместо слов обычного языка
начал распространение логики за рамки гуманитарных наук
Слайд 83 этап: становление математической логики самостоятельной наукой
развил идею окончательно англичанин
Джордж Буль (1815-1864).
Буль считается основоположником математической логики как самостоятельной дисциплины.
В его работах логика обрела свой алфавит, свою орфографию и грамматику.
Начальный раздел математической логики называют
алгеброй логики
или
булевой алгеброй.
Слайд 94 этап: использование элементов логики для построения компьютера
Данный этап связан с
английским математиком Джоном фон Нейманом (28.12.1903-8.02.1957)
Сформулировал принципы архитектуры ЭВМ
Обосновал использование двоичной системы для хранения информации
Слайд 11ФОРМАЛЬНАЯ ЛОГИКА
связана с анализом наших обычных содержательных умозаключений, выражаемых разговорным
языком.
МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЛОГИКА
изучает логические связи и отношения, лежащие в основе дедуктивного (логического) вывода.
Слайд 12Формы человеческого мышления
1.2.
&
Слайд 13Понятие
форма мышления, в которой отражаются отличительные существенные признаки предметов
Слайд 14СУЩЕСТВЕННЫЕ ПРИЗНАКИ –
это такие признаки, каждый из которых, взятый отдельно, необходим,
а вместе достаточны, чтобы с их помощью выделить данный предмет (явление) от всех остальных.
Слайд 15ПОНЯТИЕ характеризуется
Содержанием
Объемом
Содержание – совокупность существенных признаков, отраженных в этом понятии.
Объем –
множество предметов, каждому из которых принадлежат признаки, составляющие содержание понятия
Слайд 16Река -
Большой объем воды
Вода пресная
Имеет исток и устье
содержание
Реки Лена, Обь,
Енисей, Амазонка и т.д.
объем
Слайд 17Суждение
- форма мышления, в которой что-либо утверждается или отрицается о предметах,
их свойствах или отношениях между ними
Слайд 18Логическая форма суждения
- это его строение, способ связи его составных частей
Все
вороны - птицы
Все шахматисты – гроссмейстеры
Все медузы не имеют мозгов
Люди не боги
Все Р есть S
Все A не суть B
Слайд 19Логическая форма суждения
Это субъект, или то, о чем говорится в данном
суждении. Обозначается S.
Затем это предикат – то, что говорится о субъекте. Обозначается P.
3 . Логическая связка – выражает связь между субъектом и предикатом («Р есть S» или «Р не есть S»)
4. Кванторное слово - указывает на тот объем, в котором мыслится субъект. Выражено либо словами «все», «ни один» «любой», «каждый», «некоторые»
Термины суждения
Слайд 20Умозаключение
- форма мышления, посредством которой из одного или нескольких суждений, называемых
посылками, мы по определенным правилам вывода получаем суждение - заключение
Слайд 21Примеры
Все люди смертны.
Сократ - человек
Сократ смертен
посылки
умозаключение
Слайд 22Если цветы поливают, то они не засохнут
Цветы засохли
Все граждане России имеют
право на отдых
Я – гражданин России
Цветы не поливали
Я имею право на отдых
Слайд 23Все граждане России имеют право на отдых
Я – имею право на
отдых
Я - гражданин России
Слайд 24«Кондотьеры по-разному владеют своим ремеслом: одни - превосходно, другие – посредственно.
Первым нельзя довериться, потому что они сами будут домогаться власти… Вторым нельзя довериться, потому что они проиграют сражение»
(Макиавелли).
Слайд 25Кондотьеры по-разному владеют своим ремеслом: одни - превосходно, другие – посредственно
Некоторые
кондотьеры владеют ремеслом превосходно
Некоторые кондотьеры владеют ремеслом посредственно
Некоторые S есть P1
Некоторые S есть P2
Кондотьеры владеют ремеслом или превосходно, или посредственно
S есть P1 или Р2
Слайд 26Первым нельзя довериться, потому что они сами будут домогаться власти…
Если кондотьер
владеет ремеслом превосходно, то он будет добиваться власти → ему нельзя доверять
1 посылка
Если кондотьер владеет ремеслом превосходно, то он будет добиваться власти
2 посылка
Вывод
Кондотьеру нельзя доверять
Слайд 27 (греч. Syllogysmos «вывод»)
Силлогизмы
В силлогизмы входят три суждения (две посылки и
вывод) и три термина.
1. Меньшим термином (S) является субъект того суждения, которое получилось в качестве вывода.
2. Больший термин (P) предикат вывода.
3. Средний термин (M) входит в обе посылки, но отсутствует в выводе.
Слайд 28Ложные силлогизмы
Металл проводит ток
Вода проводит ток
Вода - металл
Все зулусы – люди.
Мы
все люди.
Мы все - зулусы
P есть М
S есть М
S есть P
Слайд 29Правила терминов
В силлогизме должно быть ровно 3 термина.
• Средний термин должен
быть взят в полном объёме хотя бы в одной из посылок.
• Если термин не взят в полном объёме в посылке, то он не может быть взят в полном объёме и в выводе.
Некоторые живые существа ядовиты.
Котики — это живые существа.
Котики ядовиты
Некоторые M есть Р
Некоторые S есть М
Некоторые S есть Р
Все змеи рода аспидовых ядовиты.
Кобра — это змея рода аспидовых .
Кобры ядовиты
Слайд 30• Из двух отрицательных посылок не следует никакого вывода.
• Если одна
посылка отрицательная, то и вывод должен быть отрицательным.
• Из двух частных посылок не следует никакого вывода.
Правила посылок
Люди не птицы.
Собаки не люди.
?
Все боксеры — спортсмены.
Некоторые люди — боксеры.
?
Слайд 31• У 1ф первая посылка должна быть общим суждением, а меньшая
утвердительным
• У 2ф P должна быть общим суждением, а S и заключение отрицательными.
• У 3ф S должна быть утвердительным суждением, а заключение частным.
• У 4ф два правила:
если M является утвердительным суждением, то S должна быть общим суждением;
если одна из посылок отрицательная, то P должна быть общей.
Правила фигур
Слайд 32(греч. sophisma - хитрая уловка, измышление) - рассуждение, кажущееся правильным, но
содержащее скрытую логическую ошибку и служащее для придания видимости истинности ложному утверждению.
Софизм
Слайд 33Алгебраический софизм
Предположим:
умножаем обе части уравнения на "а".
Отнимаем от обеих
частей уравнения b2
Преобразуем уравнение
Сокращаем обе части уравнения на (a — b)
Так как а = b, заменяем в левой части а на b
Сокращаем на b.
а = b
a x a = a х b,
a2 = ab
a2 — b2 = ab — b2
(a + b) (a — b) = b (a — b)
a + b = b
b + b = b
2b = b
2 = 1.
Слайд 34Софизм - песенка английских студентов
Чем больше учишься, тем
больше знаешь.
Чем больше знаешь, тем больше забываешь.
Чем больше забываешь, тем меньше знаешь.
Чем меньше знаешь, тем меньше забываешь.
Но чем меньше забываешь, тем больше знаешь.
Так для чего учиться?
Слайд 35Парадокс –
противоречие возникающее при сохранении логической правильности рассуждения
Парадокс Б. Рассела
- "парадокс парикмахера".
В некой деревне, где жил единственный парикмахер-мужчина, был издан указ: "Парикмахер имеет право брить тех и только тех жителей деревни, которые не бреются сами". Спрашивается, может ли парикмахер брить сам себя?
Слайд 38Задания
Определить объем и содержание понятий: столица, город, бесконечность
Вывести заключения, выявить логическую
форму суждения
а) Тем, кто лыс, расческа не нужна.
Ни одна ящерица не имеет волос.
б) Некоторые уроки трудны.
Все что трудно требует внимания.
В) Ни один добрый поступок не является незаконным
Все что законно можно делать без страха
Слайд 39Алгебра логики.
Высказывания.
1.3.
&
Слайд 40Алгебра логики -
- это раздел математической логики, изучающий строение сложных
логических высказываний и способы установления их истинности с помощью алгебраических методов
Слайд 41Высказывание
- это повествовательное предложение, относительно которого можно сказать истинно оно или
ложно
Например:
А = Днем светит солнце = 1
В = У каждого человека 5 ног = 0
С = Кто выучил уроки? –
D = х>5 –
Слайд 42Высказывания
бывают:
Простые
Составные
Истинные
Ложные
Составные высказывания образуются из простых путем соединения их с
помощью связок: И, ИЛИ, НЕ, Если..То..
Слайд 43Сложное высказывание
Простым –
высказывание, которое не содержит в себе других высказываний
Если
несколько простых высказываний объединены в одно с помощью логических операций, то такое высказывание –
сложным
Слайд 44Например:
А= на улице светит солнце
В= на улице идет дождь
Е=А и В=
На улице светит солнце и идет дождь
F=А и неВ = На улице светит солнце и нет дождя
Слайд 45Пример 2:
А=Я получу 2
В = я выучу уроки
С = Меня спросят
E
= Если В или не С, то не А=
= Если я выучу уроки или меня не спросят, то я не получу 2.
F = Я получу 2, если я не выучу уроки и меня спросят.
F = Если не В и С, то А
Слайд 47Операция НЕ (инверсия)
Если высказывание A истинно, то «не А» ложно, и
наоборот.
1
0
0
1
также: , ⌐ А
not A (Паскаль),
Таблица истинности логического выражения Х
– это таблица, где в левой части записываются все возможные комбинации значений исходных данных, а в правой – значение выражения Х для каждой комбинации.
Слайд 48Операция И (логическое умножение, конъюнкция)
1
0
также: A & B
A·B, A B,
A
and B (Паскаль),
0
0
конъюнкция – от лат. conjunctio — соединение
Высказывание «A и B» истинно тогда и только тогда, когда А и B истинны одновременно.
Слайд 49Операция ИЛИ (логическое сложение, дизъюнкция)
1
0
также: A+B,
A B,
A or B
(Паскаль),
1
1
дизъюнкция – от лат. disjunctio — разъединение
Высказывание «A или B» истинно тогда и только тогда, когда истинно хотя бы одно из входящих в него простых высказываний
Слайд 50Импликация («если …, то …»)
A =«На улице дождь»=1.
B = «Асфальт
мокрый»=1.
1
1
1
0
Высказывание «A B» ложно только в том случае, когда из истинного высказывания следует ложь.
Слайд 51Эквиваленция («тогда и только тогда, …»)
Высказывание «A B» истинно тогда
и только тогда, когда А и B равны.
А=«Угол прямой»=1
В=«Угол равен 90о»=1
Слайд 52Построение таблиц истинности сложных высказываний
1.5.
&
Слайд 53Приоритет логических операций
Инверсия
Конъюнкция
Дизъюнкция
Импликация
Эквивалентность
При наличие скобок – вначале выполняются действия в скобках
Слайд 541.Порядок действий
2. Переменные n
3. Строк = 2n+1
4. Столбцов = n +
действия
5. начертить таблицу
6. В первую строку: переменные, действия по порядку
7. Комбинации значений переменных
8. Выполняем действия
9. Делаем вывод об истинности
высказывания
Слайд 58Проверьте равносильность с помощью таблиц истинности
1
1
2
3
2
1vC
3
1v2
Слайд 59Задания на применение Логических операций
1.5.
&
Слайд 601. Дан фрагмент таблицы истинности выражения F
Какое выражение соответствует F?
X
Y ¬Z
X Y Z
X ¬Y Z
¬X Y ¬Z
Слайд 612. Дан фрагмент таблицы истинности выражения F
Какое выражение соответствует F?
1) ¬X
Y Z
2) ¬X Y ¬Z
3) X ¬Y ¬Z
4) ¬X ¬Y Z
Слайд 72Закон тождества
Закон непротиворечия
Закон исключения третьего
Слайд 73Закон двойного отрицания
Свойства констант
Слайд 74Закон коммутативности
Закон ассоциативности
Закон дистрибутивности
Слайд 75Закон де Моргана
Законы поглощения
Закон идемпотентности
Слайд 761. Упростить выражение:
З-н де Моргана
Сочетательный и переместительный
З-н непротиворечия
З-н идемпотентности
0
Слайд 772.
З-н де Моргана
З-н дистрибутивности
З-н исключения 3-го
Св-во констант: А˄1=А
=1
З-н исключения 3-го
Слайд 783.
З-н де Моргана
З-н двойного отрицания
=1
Слайд 80Методы решения:
Метод графов
Табличный метод
Алгебраический метод
Метод рассуждений
Слайд 811.
Мальчики сказали следующее:
Лева: Лена сделала рисунок, а Маша – лепку
Кирилл: Маша
сделала вышивку, а Таня – рисунок
Саша: Лена сделала открытку, а Оля рисунок
В последствии оказалось, что каждый мальчик был прав только в одном своем предположении. Кто из девочек сделал рисунок, лепку, вышивку и открытку?
Л
М
Т
О
о
в
л
р
Лр=1
Тр=0
Ор=0
→Мл=0
→ Мв=1
→ Ло=1
Противоречие:
Лр и Ло не могут быть одновременно
Мл=1
Мв=0
Ор=0
→Лр=0
→ Тр=1
→ Ло=1
Вывод:
Таня – рис.
Маша – лепку
Лена – отк.
Оля - вышивку
Слайд 822.
Синий стул стоит около красного и того, на который сядет Оля.
Желтый
стул стоит с краю
Оля не сядет на зеленый стул
Настя сядет только между Лидой и синим стулом
ОЛЯ
АНЯ
Слайд 833.
Иван живет не в Москве
Андрей – не в Волгограде
Житель Москвы преподает
не математику
Андрей преподает не физику
Житель Волгограда преподает любимую им химию
Слайд 85Разминка
Алеша, Илья и Денис нашли в земле хорошо сохранившееся древнее украшение.
Рассматривая удивительную находку, каждый высказал по два предположения:
Алеша: Это украшение греческое и относится к 5 в. До н.э
Илья: Это украшение египетское и относится к 10 в до н.э
Денис: Это украшение не греческое и относится к 7 в до н.э
После, профессор археологии сказал, что каждый юноша прав только в одном утверждении. Определите, где и в каком веке было создано украшение.
Слайд 86Построение функциональных схем
1.7.
&
Слайд 88Составить схему устройства
Для голосования 3-х членов жюри. Устройство выдает положительный сигнал,
если ЗА проголосовали либо все трое, либо 2 члена жюри, один из которых председатель. В остальных случаях устройство выдает отрицательный сигнал
(Ж1˅Ж2)
˄П
ж1
п
ж2
Слайд 89Функциональная схема
1. F(A, B) = B ˄ A
˄
A
B
B
A˄B
F
Слайд 902. F(A, B, C) = (B ˄ A) ˅ C
˄
A
B
B
A˄B
C
C
˅
F
Слайд 93План изучения темы включает следующие вопросы
Понятие о логике как науке (1—2
часа).
Этапы развития логики. (Презентация)
Высказывания. Истинные и ложные, простые и сложные высказывания. Связки И, ИЛИ и частица НЕ. (Самостоятельное изучение)
Алгебра логики (2—3 часа).
Основные понятия и область применения алгебры логики.
Логические функции.
Таблицы истинности.
Элементарные логические операции.
Задачи логики. (С разбором в классе)
Законы алгебры логики (1—3 часа).
Упрощение логических выражений.
Логические элементы ПК — И, ИЛИ, НЕ.
Построение функциональных схем по логическим функциям.
Требования:
Материал изучать желательно после тем:
Архитектура компьютера
Представление информации внутри компьютера.