Реферат

Реферат Функционально полные системы логических функций. Алгебраический подход

Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 25.11.2024





РЕФЕРАТ

На тему:

«Функционально полные системы логических функций. Алгебраический подход»

МИНСК, 2008

Из множества функционально полных наборов рассмотрим только те, которые имеют наибольшее практическое значение.

1. Основная функционально полная система логических функций. Наибольшее распространение получил набор, в состав которого входят три логические функции:

f10 – инверсия (логическая связь НЕ, логическое отрицание);

f1 - конъюнкция (логическая связь И, логическое умножение),

f7 – дизъюнкция (логическая связь ИЛИ, логическое сложение).

Этот набор получил название функционально полной системы лог и ческих функций (ОФПС). Из теоремы о функциональной полноте следует, что основная функционально полная система логических функций является избыточной, так как условиям теоремы отвечают наборы функций f10 и f1 или f10 и f7. Свойства этих функций были рассмотрены ранее.

Из определения представления переключательной функции в виде дизъюнктивной или конъюнктивной нормальной формы следует, что эти представления реализуются в основной функционально полной системе логических функций.

2. Законы алгебры логики в ОФПС и их следствия. В алгебре логики имеются четыре основных за-кона, регламентирующих порядок производства операций НЕ, И, ИЛИ в любом логическом выражении:переместительный (коммутативный);сочетательный (ассоциативный);распределительный (дистрибутивный);инверсии (правило Де Моргана).

Переместительный закон. Этот закон справедлив как для дизъюнкции, так и для конъюнкции:
x 1 x 2 = x 2 x 1 ; x 1 x 2 = x 2 x 1 . (1)
Справедливость выражения (5.1) нетрудно доказать простой подста-новкой в него различных значений x 1 и x 2 . Поскольку любую переста-новку большего количества слагаемых можно свести к последователь-ности перестановок слагаемых в отдельных парах, то переместитель-ный закон будет справедлив при любом числе слагаемых.

Сочетательный закон. Этот закон, так же как и переместительный, является симметричным, т. е. справедливым и для дизъюнкции, и для конъюнкции:
x1 x2 x3 = x1(x2 x3) = (x1 x2)x3= x2( x1 x3); (2)
x1 x2 x3 = x1x2 x3) = (x1 x2)x3= x2( x1 x3).
Доказательство этого закона также не представляет никаких труд-ностей и может быть выполнено простой подстановкой.
Распределительный закон. В отличие от обычной алгебры алгебра логики симметрична. В ней справедливы два распределительных закона:
для логического умножения относительно логического сложения (рас-пределительный закон 1-го рода) и для логического сложения относи-тельно логического умножения (распределительный закон 2-го рода).
1. Распределительный закон 1-го рода записывается следующим образом:
(x1x2)x3=(x1x3) ( x2 x3) . (3)
Справедливость формулы (5.3), а также и ее более общего случая, когда в скобках заключена сумма любого количества слагаемых, можно доказать путем установления идентичности условий обращения в 0 или 1 ее левой и правой частей. Условием обращения в нуль левой части выражения (5.3) состоит в том, чтобы нулю равнялся либо один аргумент х 3 , либо одновременно аргументы x 1 и x 2 . Условия обращения в нуль правой части выражения (5.1) такие же. Следовательно, распределительный закон 1-го рода справедлив для алгебры логики.
2. Распределительный закон 2-го рода имеет вид
(x1x2)x3=(x1x3) ( x2x3). (4)
Cправедливость формулы (4) (при любом количестве аргументов) нетрудно доказать посредством установления идентичности условий обращения обеих ее частей в единицу.
Закон инверсии (правило Де Моргана). Этот закон, так же как и все предыдущие, симметричен относительно логических сложения и умножения.
1. Отрицание логической суммы нескольких аргументов равно ло-гическому произведению отрицаний этих же аргументов:
(5)
Доказательство закона не представляет трудностей, поскольку условие обращения в нуль как левой, так и правой частей выражения (5) состоит в том, чтобы был истинным хотя бы один аргумент.
2. Отрицание логического произведения нескольких аргументов равно логической сумме отрицаний этих же аргументов:
(6)
Справедливость этого закона следует из того, что условие обращения в единицу обеих частей формулы (6) заключается в том, чтобы был ложным хотя бы один аргумент.
Следствия из законов алгебры логики. Из доказанных выше за-конов можно вывести ряд следствий, которые сформулируем в виде правил.
Правило выполнения совместных логических действий (правило старшинства логических функций). При решении логических задач приходится встречаться с выражениями, содержащими действия отри-цания, конъюнкции и дизъюнкции в любом сочетании. По аналогии с арифметическими действиями будем считать отрицание логическим действием первой ступени (старшей логической опера-цией), конъюнкцию — действием второй ступени, а дизъюнкцию — действием третьей ступени (младшей логической операцией).
Старшинство операции инверсии вытекает из закона инверсии, в соот-ветствии с которым логическая сумма отрицаний некоторых аргументов не равна отрицанию их суммы (это справедливо и для логического произведения). Это значит, что ни операцию дизъюнкции, ни операцию конъюнкции нельзя проводить, игнорируя знак отрицания над каким-либо из логических аргументов, т. е. операцию отрицания надо про-водить в первую очередь.
Относительно операций логического сложения и умножения на основании симметричности законов алгебры логики можно сказать, что они «равноправны». Из этого следует, что можно условиться считать более старшей операцией любую из них, но, приняв какое-либо усло-вие, надо придерживаться его все время. На практике оказалось удоб-нее считать более старшей операцию логического умножения, так как это соответствует правилам обычной алгебры и для нас более привычно.
На основе изложенного можно сформулировать следующее пра-вило выполнения совместных логических действий: если в логическом выражении встречаются только действия одной и той же ступени, то их принято выполнять в том порядке, в котором они написаны; если в логическом выражении встречаются действия различных ступеней, то сначала принято выполнять действия первой ступени, затем — второй, и только после этого – третьей. Всякое отклонение от этого порядка должно быть обозначено скобками.
Правило склеивания. Прежде чем сформулировать само правило, введем некоторые новые понятия. Если имеется некоторый конечный набор логических аргументов x 1 , x 2 , … x n , то логическое произведение любого их числа называется элементарным в том случае, когда сомножите-лями в нем являются либо одиночные аргументы, либо отрицания одиночных аргументов. Так, например, f 1 (х 1 , х 2 , x 3 , х 4 )= х 1 х 2 x 3 х 4 – элементарное произведение (элементарная конъюнкция); –не является элементарным про-изведением.
Cимвол любого аргумента в элементарной конъюнк-ции может встречаться только один раз, поскольку произведение аргу-мента самого на себя равно этому же аргументу, а произведение аргу-мента на свое отрицание равно нулю. Количество сомножителей в элементарной конъюнкции называется ее рангом.
Два элементарных произведения одинакового ранга r называются соседними, если они являются функциями одних и тех же аргументов и отличаются только знаком отрицания (инверсии) одного из сомножи-телей. Например, элементарные конъюнкции
f 1 (х 1 , х 2 , x 3 , х 4 )= х 1 х 2 x 3 х 4 и f 3 (х 1 , х 2 , x 3 , х 4 )=
являются соседними, так как отличаются только одной инверсией в переменной x 2 , а элементарные конъюнкции
f 3 (х 1 , х 2 , x 3 , х 4 )= и f 4 (х 1 , х 2 , x 3 , х 4 )=
соседними не являются.
Правило склеивания для элементар-ных конъюнкций может быть сформулировано следующим образом: логическую сумму двух соседних произведений неко-торого ранга r можно заменить одним элементарным произведением ранга r-1, являющимся общей частью исходных слагаемых.
Это правило является следствием распределительного закона 1-го рода и доказывается путем вынесения за скобку общей части сла-гаемых, являющихся соседними конъюнкциями. Тогда в скобках ос-тается логическая сумма некоторого аргумента и его инверсии, равная единице, что и доказывает справедливость правила.
Например,
.
Поскольку алгебра логики является симметричной, то все опреде-ления, данные для конъюнкции, будут справедливы и для дизъюнкции.
Если имеется некоторый конечный набор логических аргументов, то логическая сумма (дизъюнкция), зависящая от любого их числа, называется элементарной в том случае, когда слагаемыми в ней явля-ются либо одиночные аргументы, либо отрицания одиночных аргу-ментов.
Количество слагаемых в элементарной дизъюнкции называется ее рангом. Две элементарные суммы одинакового ранга называются соседними, если они являются функциями одних и тех же аргументов и отлича-ются только знаком отрицания (инверсии) одного из слагаемых.
Правило склеивания двух элементарных дизъюнкций формули-руется так: логическое произведение двух соседних сумм некоторого ранга r можно заменить одной элементарной суммой ранга r-1, являющейся общей частью исходных сомножителей.
Это правило является следствием распределительного закона 2-го рода и применяется для упрощения логических выражений.
Например:
Правило поглощения. Так же как и склеивание, поглощение может быть двух видов. Правило поглощения для двух элементарных конъюнкций форму-лируется так: логическую сумму двух элементарных произведений раз-ных рангов, из которых одно является собственной частью другого, можно заменить слагаемым, имеющим меньший ранг.
Это правило является следствием распределительного закона 1-го рода. Доказывается оно посредством вынесения за скобку общей части слагаемых. В скобках останется логическая сумма некоторого выражения и единицы, равная в свою очередь также единице, что и до-казывает справедливость правила. Например,
Правило поглощения для двух элементарных дизъюнкций: логи-ческое произведение двух элементарных сумм разных рангов, из которых одна является общей частью другой, можно заменить сомножителем, имеющим меньший ранг.
Это правило является следствием распределительного закона 2-го рода и также находит широкое применение для упрощения логи-ческих функций.
Правило развертывания. Это правило регламентирует действие, обратное склеиванию. Иногда требуется представить некоторое логическое выражение в виде совокупности конституент единицы или конституент нуля. Если членами преобразуемого выражения являются элементарные конъюнкции, то переход от них к конституентам единицы производится в три этапа по следующему правилу:
в развертываемую элементарную конъюнкцию ранга r в качестве дополнительных сомножителей вводится п-r единиц, где п – ранг конституенты;
каждая единица представляется в виде логической суммы некото-рой, не имеющейся в исходной конъюнкции переменной и ее отрицания: ;
производится раскрытие всех скобок на основе распределитель-ного закона первого рода, что приводит к развертыванию исходной элементарной конъюнкции ранга r в логическую сумму кон-ституент единицы.
Пример Развернуть элементарную конъюнкцию f(x1,x2,x3,x4) = =x 1 x 3 в логичес-кую сумму конституент единицы.
Решение. Ранг конституенты единицы для данной функции равен 4. Произ-водим развертывание исходной конъюнкции поэтапно в соответствии с правилом развертывания:
1-й этап– f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ) = x 1 1x 3 1.
2-й этап – f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ) =
3-й этап – f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 )=
= что и тре-бовалось получить.
Если членами преобразуемого выражения являются элементарные дизъюнкции, то переход от них к конституентам нуля производится также в три этапа по следующему правилу:
в развертываемую элементарную дизъюнкцию ранга r в качестве дополнительных слагаемых вводится п-r нулей;
каждый нуль представляется в виде логического произведения некоторой, не имеющейся в исходной дизъюнкции переменной, и ее отри-цания:
получившееся выражение преобразуется на основе распределитель-ного закона второго рода таким образом, чтобы произвести раз-вертывание исходной элементарной дизъюнкции ранга r в логическое произведение конституент нуля.
Пример. Развернуть элементарную дизъюнкцию f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 )= =x 3 x 4 в логическое произведение конституент нуля.
Решение. Ранг конституенты нуля п = 4. Далее производим развертывание исходной дизъюнкции поэтапно в соответствии с правилом развер-тывания:
1-й этап – f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ) =00x 3 x 4 ;
2-й этап – f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 ) =
3-йэтап–f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 )=
что и требовалось получить.
Проверить правильность проведенных преобразований можно при помощи пра-вила склеивания.
3. Функционально полные системы логических функций. Анализ принадлежности переключательных функций замкнутым классам показывает, что существуют две переключательные функции f 8 и f 14 , не принадлежащие ни одному классу. Согласно теореме о функциональной полноте, каждая из этих функций образует функционально полную систему логических связей и используя только одну из них можно представить любую, сколь угодно сложную переключательную функцию.
Операция Пирса (стрелка Пирса) реализует функцию, которая принимает значение, равное единице только в том случае, когда все ее аргументы равны 0 (ИЛИ-НЕ), что может быть записано в ОФПС для функции двух переменных следующим образом:
(7)
Используя операции суперпозиции и подстановки можно показать, что операция Пирса может быть реализована для n аргументов:
(8)
Для представления переключательной функции в базисе Пирса необходимо выполнить следующие действия:
представить переключательную функцию f в конъюнктивной нормальной форме;
полученное выражение представить в виде (поставить два знака отрицания);
применить правило Де Моргана.
Например, для того чтобы представить функцию
в базисе Пирса, необходимо выполнить следующие преобразования:
Для представления полученного выражения в базисе Пирса воспользуемся соотношением (7):
.
Операция Шеффера (штрих Шеффера) реализует функцию, которая принимает значение, равное нулю, только в том случае, когда все ее аргументы равны 1 (И-НЕ), что может быть записано в ОФПС для функции двух переменных следующим образом:
(9)
Используя операции суперпозиции и подстановки, можно показать, что операция Пирса может быть реализована для n аргументов:
f(x 1 ,x 2 ,…,x n )= x 1 x 2 …x n = (10)
Для представления переключательной функции в базисе Шеффера необходимо выполнить следующие действия:
представить переключательную функцию f в дизъюнктивной нормальной форме;
полученное выражение представить в виде (поставить два знака отрицания);
применить правило Де Моргана.
Например, для того чтобы представить функцию
в базисе Шеффера, необходимо выполнить следующие преобразования:
Для представления полученного выражения в базисе Шеффера воспользуемся соотношением (5.9):
f(x 1 ,x 2 ,x 3 ,x 4 )=(x 4 x 2 )(x 3 x 1 ).
ЛИТЕРАТУРА
1. Белоусов А.И., Ткачев С.Б. Дискретная математика: Учебник для ВУЗов / Под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко.- М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.- 744 с. (Сер. Математика в техническом университете; Вып XIX).
2. Горбатов В.А. Фундаментальные основы дискретной математики. Информационная математика.- М.: Наука, Физматлит, 2000.- 544 с.- ISBN 5-02-015238-2.
3. Петрова В.Т. Лекции по алгебре и геометрии. Учебник для ВУЗов: в 2 ч.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС.- ч. 1 – 312 с., ч. 2 – 344 с. ISBN 5-691-00077-2. ISBN 5-691-00238-4 (I), ISBN 5-691-00239-2 (II).
4. Зарубин В.С. Математическое моделирование в технике: Учеб. для ВУЗов / Под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.- 496 с. (Сер. Математика в техническом университете; вып. XXI, заключительный).
нистерство образования Российской Федерации
Хабаровский Государственных Педагогический Университет
Реферат
Тема:
«Лечебная физкультура при
заболеваниях
сердечно-сосудистой системы»
Выполнил: студент I курса 213 гр.
Лагойко Евгений Владимирович
Проверил преподаватель:
Ушаков Степан Владимирович
г. Хабаровск
2003 год
                                      План.                                     

1. Лечебная физкультура (ЛФК).

2. Введение.

3. Требование общего режима.

4. Примерный перечень рекомендуемых упражнений

5. Лечебная гимнастика при врожденном пороке сердца.

6. Библиография

               1. Лечебная физкультура (ЛФК).              

Лечебная физкультура (ЛФК). - Совокупность методов лечения, профилактики и

медицинской реабилитации, основанных на использовании физических упражнений,

специально подобранных и методически разработанных. При их назначении врач

учитывает особенности заболевания, характер, степень и стадию болезненного

процесса в системах и органах. В основе лечебного действия физических

упражнений лежат строго дозированные нагрузки применительно к больным и

ослабленным. Различают общую тренировку - для укрепления и оздоровления

организма в целом, и тренировки специальные - направленные на устранение

нарушенных функций определенных систем и органов. Гимнастические упражнения

классифицируются: а) по анатомическому принципу - для конкретных мышечных

групп (мышцы рук, ног, дыхательные и т.д.); б) по самостоятельности -

активные (выполняемые полностью самим больным) и пассивные (выполняемые

больным с нарушенной двигательной функцией с помощью здоровой конечности,

либо с помощью методиста). Для осуществления задачи подбирают те или иные

группы упражнений (например, для укрепления мышц живота - упражнения в

положении стоя, сидя и лежа), в результате которых организм адаптируется к

постепенно возрастающим нагрузкам и корректирует (выравнивает), вызванные

заболеванием нарушения.

Назначает лечебную физкультуру лечащий врач, а врач-специалист по ЛФК

определяет методику занятий. Процедуры проводит инструктор, в особо сложных

случаях - врач по ЛФК. Применение лечебной физкультуры, повышая эффективность

комплексной терапии больных, ускоряет сроки выздоровления и предупреждает

дальнейшее прогрессирование заболевания. Самостоятельно начинать занятия ЛФК

не следует, так как это может привести к ухудшению состояния, методика

занятий, назначенная врачом, должна строго соблюдаться.

                        2. Введение.                       

Заболевания сердечно-сосудистой системы являются в настоящее время основной

причиной смертности и инвалидности наделения экономически развитых стран. С

каждым годом частота и тяжесть этих болезней неуклонно нарастают, все чаше

заболевания сердца и сосудов встречаются и в молодом, творчески активном

возрасте.

К болезням сердечно-сосудистой системы относятся: дистрофия миокарда,

миокардит, эндокардит, пороки сердца, перикардит, атеросклероз, ишемическая

болезнь сердца (стенокардия, инфаркт миокарда), гипертоническая и

гипотоническая болезни, облитерирующий эндартериит, тромбофлебит, варикозное

расширение вен и др. Особого внимания заслуживает ишемическая болезнь сердца

— болезнь, связанная с острой или хронической дисфункцией сердечной мышцы

вследствие уменьшения снабжения миокарда артериальной кровью. Разновидностями

ишемической болезни являются стенокардия и инфаркт миокарда. Ишемическая

болезнь протекает коварно, часто

(в 35—40% случаев) без клинических симптомов, дает миллионы случаев потери

трудоспособности.

Распространению болезни способствует ряд факторов внешней я внутренней среды

(«факторы риска»). Из группы социально-культурных факторов наибольшее

значение имеют: потребление высококалорийной пищи, богатой насыщенными

жирами и холестерином (избыточный вес, ожирение);  курение; «сидячий»

(малоактивный) образ жизни; стрессовые условия современной жизни в крупных

городах. Из нарушений биохимических и физиологических регуляторных

механизмов важное значение имеют: гиперхолестеринемия, гипертриглицеродемия,

ряд форм гиперлипопротейнемии, нарушенная толерантность к углеводам,

артериальная гипертония и др.

                3. Требование общего режима.               

Широкое распространение заболеваний сердечно-сосудистой системы настоятельно

требует прежде всего интенсификации массовых профилактических мероприятий как

в виде первичной, так и в виде вторичной профилактики. Первичная профилактика

подразумевает предупреждение заболеваний сердца у лиц внешне здоровых, без

объективных и субъективных признаков заболевания, но имеющих те или иные

факторы риска; вторичная профилактика — предупреждение прогрессировать и

осложнений заболеваний сердца.

Рациональная физическая культура является непременной состав­ной   частью

как   первичной,   так   и   вторичной   профилактики. Известно, что под

влиянием физических упражнений заметно возрастает толерантность к физической

нагрузке; улучшаются функциональное состояние и сократительная функция

миокарда; повышается коронарный резерв и экономичность сердечной

деятельности; улучшается коллатеральное кровообращение; уменьшаются секреция

катехоламинов, содержание липидов и общего холестерина в крови; улучшается

периферическое кровообращение и др. Считают, что физическая активность

задерживает развитие коронарного атеросклероза в возрасте после 40 лет, ведет

к повышению активности противосвертывающей системы крови, предупреждая

тромбоэмболические осложнения, и таким образом предупреждает и устраняет

проявление большинства факторов риска основных болезней сердца.

Роль физических упражнений не ограничивается профилактикой заболеваний

сердечно-сосудистой системы. Физические упражнения имеют большое значение и

для лечения этих заболеваний.

Занятия лечебной физической культурой повышают интенсивность протекания всех

физиологических процессов в организме. Такое тонизирующее действие упражнений

улучшает его жизнедеятельность и имеет особенно важное значение при

ограниченной двигательной активности.

Физические упражнения улучшают трофические процессы в мио­карде, увеличивают

кровоток и активизируют обмен веществ. В результате сердечная мышца

постепенно укрепляется, повышается ее сократительная способность. Улучшение

обмена веществ в организме вследствие стимуляции окислительных процессов

задерживает, а при начальных проявлениях вызывает обратное развитие

атеросклероза.

За счет тренировки внесердечных (экстракардиальных) факторов кровообращения

физические упражнения совершенствуют компенсацию. Упражнения для мелких

мышечных групп вызывают расширение артериол, что снижает периферическое

сопротивление артериальному кровотоку. Работа сердца облегчается также

благодаря улучшению движения крови по венам при ритмичной смене сокращения и

расслабления мышц (мышечный насос), при выполнении дыхательных упражнений.

Действие их объясняется изменением внутригрудного давления. Во время вдоха

оно понижается, усиливается присасывающая деятельность грудной клетки,

повышающееся при этом брюшное давление усиливает ток крови из брюшной полости

в грудную. Во время выдоха облегчается продвижение венозной крови из нижних

конечностей, так как брюшное давление при этом снижается.

Нормализация функций достигается постепенной и осторожной тренировкой, с

помощью которой удается восстановить нарушенную болезнью и вынужденным покоем

координацию в работе сердечнососудистой, дыхательной и других систем

организма. Физические упражнения, соответствующие возможностям сердечно-

сосудистой системы, способствуют восстановлению моторно-висцеральных

рефлексов. Реакции ее на мышечную работу становятся адекватными.

Методика лечебной физической культуры зависит от особенностей протекания

заболевания и степени недостаточности общего и венечного кровообращения. При

подборе физических упражнений, исходных положений, величины нагрузки

необходимо учитывать двигательный режим, назначенный больному.

При тяжелых проявлениях заболевания, выраженной недоста­точности сердца или

венечного кровообращения лечебная физическая культура способствует

компенсации ослабленной функции сердца, лечению основного заболевания и

улучшению периферического кровообращения. Для этого используются физические

упражнения, мобилизующие внесердечные факторы кровообращения: упражнения для

ди-стальных сегментов конечностей, дыхательные упражнения и упражнения в

расслаблении мышц. У большинства больных они вызывают замедление пульса и

снижение артериального давления.

При легких формах заболевания, острых болезнях в стадии выздоровления и

компенсированных хронических заболеваниях лечебная физическая культура

способствует повышению функциональных особенностей сердечно-сосудистой

системы. Применяются упражнения для средних и крупных мышечных групп с

постепенно повышающейся дозировкой. Такие упражнения учащают пульс и

увеличивают кровоток.

При недостаточности кровообращения 3 степени применяются физические

упражнения для мелких и средних мышечных групп. Упражнения в крупных суставах

конечностей выполняются с неполной амплитудой, с укороченным рычагом, иногда

с помощью инструктора. Упражнения для туловища применяются только в виде

поворота на правый бок и невысокого приподнимания таза. Темп выполнения

упражнений — медленный, число повторений 3—6 раз. Статические дыхательные

упражнения выполняются без углубления дыхания. Занятия сочетаются с легким

массажем голеней.

       4. Примерный перечень рекомендуемых упражнений      

Утренняя гимнастика способствует более быстрому приведению организма в

рабочее состояние после пробуждения, поддержанию высокого уровня

работоспособности в течение трудового дня, совершенствованию координации

нервно-мышечного аппарата, деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной

систем. Во время утренней гимнастики и последующих водных процедур

активизируется деятельность кожных и мышечных рецепторов, вестибулярного

аппарата, повышается возбудимость ЦНС, что способствует улучшению функций

опорно-двигательного аппарата и внутренних органов.

А) лежа на спине:

1.Дугами вперед руки вверх— вдох, руки через стороны вниз — выдох.

2.Поднимание согнутых в коленях, ног — выдох, опускание прямых ног вдох.

3.Отведение и приведение поднятой ноги.   Дыхание произвольное.

4.Имитация движений ног при езде на велосипеде. Дыхание произвольное.

5.Переход в положение сидя с помощью и без помощи рук.

Б) стоя:

1.Руки в замок ладонями вверх, ногу назад на носок, прогнуться — вдох, и. п.

— выдох.

2.Руки в замок ладонями вверх, наклон туловища в сторону, одноименную ногу в

сторону — вдох, и. п. — выдох.

3.Руки согнуты перед грудью, пружинистые отведения рук назад.

4.Руки на пояс, круговые движения туловищем.

5.Руки в стороны — вдох, наклон  вперед, кисти рук касаются коленей — выдох.

6.Махи ногой вперед-назад. Дыхание произвольное.

7.Присед, руки вперед — выдох, и. п. — вдох.

8.Ходьба обычная на носках, с высоким подниманием колена.

    5. Лечебная гимнастика при врожденном пороке сердца.   

Пороки сердца – врождённые или приобретённые аномалии и деформации клапанов

сердца, отверстий или перегородок между камерами сердца или отходящих от него

сосудов, нарушающие внутрисердечную и системную гемодинамику,

предрасполагающие к развитию острой или хронической недостаточности

кровообращения.

К врождённым порокам сердца относят также пороки развития магистральных

сосудов – аорты, лёгочной артерии.

Приобретённые пороки сердца возникают чаще всего вследствие ревматизма,

ревматоидных болезней, атеросклероза и ишемической болезни сердца,

инфекционного эндокардита. Реже вследствие сифилитических и травматических

поражений. Встречаются повреждения перегородок, возникающие вследствие

внутрисердечных лечебных и диагностических манипуляций, так называемые

иатрогенные.

Врождённые пороки сердца возникают в период его эмбрионального развития, на

частоту их возникновения влияют многие недостаточно изученные факторы, а

соотношение между различными формами оказывается достаточно постоянным. Самые

частые – дефект межпредсердной перегородки, дефект межжелудочковой

перегородки, открытый аортальный проток, стеноз перешейка аорты. Некоторые

аномалии несовместимы с жизнью, другие тяжело проявляют себя в первые часы,

дни или месяцы жизни, и судьба ребёнка зависит от возможной хирургической

коррекции, с третьими человек может дожить до зрелого возраста и даже до

старости (до 100 лет).

Частота приобретённых пороков сердца в нашей стране и других экономически

развитых странах резко снизилась благодаря эффективной профилактике и лечению

ревматизма. В странах, где распространена наркомания, повышена частота

пороков клапанов, где оседает инфект в результате внутривенного введения

нестерильных наркотических средств.

Формирование приобретённых пороков сердца обусловлено деформацией и

кальцинозом поражённых створок клапанов, фиброзных колец, хорд.

Консервативное лечение как врождённых, так и приобретённых пороков сердца

безуспешно, но хирургическая операция, как активное вмешательство, может

проводиться только при наличии соответствующих показаний.

Необходимо своевременно определить объём и предельный характер допустимых

нагрузок, а также формы тренирующего режима.

Лечебная физкультура применяется в послеоперационном периоде.

В остром периоде (палатный или домашний режим) лечебная гимнастика

выполняется лёжа, затем сидя. Постепенно двигательный режим расширяется:

применяется ходьба. В период выздоровления лечебная физкультура – эффективное

средство реабилитации (восстановительного лечения). Цель поддерживающего

периода – закрепление достигнутых результатов и восстановление физической

способности пациента.

Дозированная ходьба – основной вид физической активности, способствующий

восстановлению функции сердца. Кроме того, ходьба, лечебная физкультура и

другие умеренные являются эффективным средством вторичной профилактики

заболеваний. Людям с заболеваниями сердечно-сосудистой системы необходимо

продолжать занятия физкультурой, лучше циклическими видами – ходьбой, лыжами

– всю жизнь.

При расширении двигательной активности лечебная гимнастика включает

дыхательные, развивающие и другие упражнения.

                 6. Б и б л и о г р а ф и я                

                                                                  

1. Диагностика и лечение внутренних болезней.

В 3 т. Т.1 Болезни сердечно-сосудистой системы, ревматические болезни//

Руководство для врачей/ Под общ. ред. Ф. И. Комарова. 2-е изд., стер. М.:

Медицина; 1996.-560 с.

2. Минкин Р.Б. Болезни сердечно-сосудистой системы. СПб.: Акация, 1994.-273 с.

3. Бадалян Л.О. Наследственные болезни у детей. М.: Медицина,1971.-367 с.

4. Дубровский В.И. Лечебная физическая культура. М., Владос,1999.-607 с.

    

         Лечебная физкультура применяется при всех приобретенных пороках сердца с целью приспособления сердечной мышцы к новым условиям кровообращения и дозированной тренировке. Этапы физической реабилитации, режимы двигательной активности больных, средства и формы ЛФК определяются характером порока и состоянием кровообращения.

Физическая реабилитация в стационаре делится на три периода.

1-й период (постельный режим) назначается при нарушении кровообращения степени 2 Б. Задачи ЛФК: обеспечить более экономную функцию сердечной мышцы, улучшая периферическое кровообращение и утилизацию тканями кислорода; способствовать снижению повышенного давления в малом круге кровообращения; активизировать функцию экстракардиальных механизмов кровообращения; способствовать развитию компенсации кровообращения; воспитать правильное дыхание грудного типа с удлиненным выдохом.
ЛФК применяется в форме занятий лечебной гимнастикой, утренней гигиенической гимнастики и индивидуальных заданий. Занятия лечебной гимнастикой проводятся в положении лежа с высоко поднятым изголовьем. Применяются упражнения для малых и средних мышечных групп верхних и нижних конечностей с небольшим мышечным усилием в среднем темпе, с ограниченной амплитудой, дозировкой выполнения 8- 10 раз. Включаются дыхательные упражнения грудного типа с удлиненным выдохом. Для лучшего течения окислительно-восстановительных процессов включаются паузы отдыха при полном расслаблении мышц. Продолжительность занятия 10- 15 мин, плотность - 40-45% времени занятия.
2-й период реабилитации, (полупостельный режим) назначается при нарушении кровообращения степени 2 А. Задачи ЛФК - тренировка сердечно-сосудистой системы к измененным условиям кровообращения: способствовать лучшей вентиляции легких, уменьшить периферическое сопротивление кровообращению и улучшить утилизацию тканями кислорода; укрепить миокард, повысить его сократительную способность.

ЛФК проводится в форме занятий лечебной гимнастикой, утренней гигиенической гимнастики и индивидуальных занятий. Занятия гимнастикой проводятся в положении лежа с поднятым изголовьем, сидя, или стоя. Применяются несложные по координации упражнения для верхних и нижних конечностей, с умеренным мышечным усилием, в медленном и среднем темпе, с полной амплитудой движений, с частотой выполнения 6-10 раз. Упражнения для мышц туловища, без интенсивного мышечного усилия, в медленном темпе с ограниченной амплитудой движения и с частотой 3-6 раз. Дозированная ходьба (3-5 мин) включается в середину основного раздела. Применяются дыхательные упражнения грудного и смешанного типа с удлиненным выдохом, с паузами отдыха при полном расслаблении мышц. Продолжительность занятий - 10-20 мин.
3-й период физической реабилитации (свободный режим) назначается при наступлении стойкой компенсации кровообращения.

Задачи ЛФК: тренировка сердечно-сосудистой системы и всего организма в целях реабилитации физической работоспособности; укрепление миокарда; активизация периферического кровообращения; воспитание правильного дыхания в ходьбе, в подъеме и спуске с лестницы.

ЛФК проводится в форме занятий лечебной гимнастикой, утренней гигиенической гимнастики, дозированных пеших прогулок. Применяются простые упражнения для всех мышечных групп с умеренным мышечным усилием, с полной амплитудой движений и с дозировкой 10-16 раз (в зависимости от участия мышечных групп). Дыхательные упражнения статического и динамического характера умеренной глубины с удлиненным выдохом; включаются паузы отдыха при расслаблении мышц.

Тренировка в ходьбе по лестнице (подъемы и спуски) проводится в середине основного раздела. Продолжительность занятий 25-35 мин.
При компенсации нужен соответствующий режим, который может предотвратить осложнения, приводящие к наступлению сердечной недостаточности. Необходимо избегать всего, что вызывает одышку, увеличивает частоту сердечных сокращений (тяжёлая физическая нагрузка, быстрая ходьба, психо-эмоциональное перенапряжение, стрессовые ситуации). Необходимо исключить переохлаждение, воздерживаться от приема алкоголя и табакокурения. Медикаментозное лечение, помимо профилактики ревматизма в период острых обострений, состоит в лечении и профилактики сердечной недостаточности.
адачи лечебной физкультуры при пороках сердца: общеукрепляюще воздействовать на организм, приспособить его к физическим нагрузкам, улучшить работу сердечно-сосудистой системы и других органов.
Исходные положения при выполнении упражнений — вначале лежа и сидя, затем стоя. В занятия включают дозированную ходьбу, упражнения с предметами, а по мере улучшения состояния — ходьбу на лыжах в медленном темпе. При компенсированных пороках сердца с разрешения и под контролем врача можно заниматься отдельными видами спорта: плавать, ходить на лыжах, кататься на коньках, ездить на велосипеде, играть в волейбол, городки, настольный и большой теннис.

Метки: болезни | сердечно-сосудистая |
                     Орловский государственный университет

                                  Медицинский институт
                                    Реферат на тему:

                         Основные понятия логики
 
                                                                              Выполнила: студентка 8 группы

                                                                                Степанова Лилия
                                                             
                                         Содержание:
1. Основные понятия формальной логики................................................... 2-3

2. Логические выражения и логические операции....................................... 3-8

3. . Построение таблиц истинности для логических функций.................... 8-11

4. . Логические функции и их преобразования. Законы логики............... 11-16

5. Построение логических схем................................................................ 16-21

6. Логическая реализация типовых устройств компьютера..................... 21-28

7.Список использованной литературы.......................................................... 29
1

               1.  Основные понятия формальной логики

Слово логика означает совокупность правил, которым подчиняется процесс мышления. Сам термин "логика" происходит от древнегреческого logos, означающего "слово, мысль, понятие, рассуждение, закон". Формальная логика - наука о формах и законах мышления. Законы логики отражают в сознании человека свойства, связи и отношения объектов окружающего мира. Логика как наука позволяет строить формальные модели окружающего мира, отвлекаясь от содержательной стороны. Основными формами мышления являются понятия, суждения и умозаключения.

     Понятие - это форма мышления, которая выделяет существенные признаки предмета или класса предметов, отличающие его от других. Например, компьютер, человек, ученики.

     Суждения - это форма мышления, в которой утверждается или отрицается связь между предметом и его признаком, отношения между предметами или факт существования предмета и которая может быть либо истинной, либо ложной. Языковой формой выражения суждения является повествовательное предложение. Вопросительные и побудительные предложения суждениями не являются.

  Суждения рассматриваются не с точки зрения их смысла и содержания, а только с точки зрения их истинности или ложности. Истинным будет суждение, в котором связь понятий правильно отражает свойства и отношения реальных объектов. "Дважды два равно четырем" - истинное суждение, а вот "Процессор предназначен для печати" - ложное. Суждения могут быть простыми и сложными. "Весна наступила, и грачи прилетели" - сложное суждение, состоящее из двух простых. Простые суждения (высказывания) выражают связь двух понятий. Сложные - состоят из нескольких простых суждений.

  Умозаключение - прием мышления, позволяющий на основе одного или нескольких суждений-посылок получить новое суждение (знание или вывод). Примерами умозаключений являются доказательства теорем в геометрии. Посылками умозаключения по правилам формальной логики могут быть только истинные суждения. Тогда и умозаключение будет истинным. Иначе можно прийти к ложному умозаключению. 

                         

        2

Математическая логика изучает вопросы применения математических методов для решения логических задач и построения логических схем, которые лежат в основе работы любого компьютера.

 Суждения в математической логике называют высказываниями или логическими выражениями. Подобно тому, как для описания действий над переменными был разработан раздел математики алгебра, так и для обработки логических выражений в математической логике была создана алгебра высказываний, или алгебра логики.

                   2. Логические выражения и логические операции

Логическое выражение - это символическая запись, состоящая из логических величин (констант или переменных), объединенных логическими операциями (связками).

 В булевой алгебре простым высказываниям ставятся в соответствие логические переменные, значение которых равно 1, если высказывание истинно, и 0, если высказывание ложно. Обозначаются логические переменные буквами латинского алфавита.

 Существуют разные варианты обозначения истинности и ложности переменных:

Истина

И

True

T

1

Ложь

Л

False

F

0


Связки "НЕ", "И", "ИЛИ" заменяются логическими операциями инверсия, конъюнкция, дизъюнкция. Это основные логические операции, при помощи которых можно записать любое логическое выражение.

     Логическое отрицание (инверсия).

  В обыденной речи мы часто пользуемся словом "НЕ", или словами "НЕВЕРНО, ЧТО", когда хотим что-то отрицать. Пусть, например, кто-то сказал: "Тоска зеленая." (Обозначим это высказывание А). Если Вы не согласны, Вы скажете:" Тоска НЕ зеленая." Или:" Неверно, что тоска зеленая." (Ваше высказывание обозначим В).

                                                  3

 Нетрудно заметить, что значения истинности высказываний А и В находятся в определенной связи: если А истинно, то В ложно, и наоборот. Операция, с помощью которой из высказывания А получается высказывание В, называется логическим отрицанием и само высказывание В называется отрицанием высказывания А и обозначается ¬ А.

 Таким образом, отрицанием ¬ А некоторого высказывания А называется такое высказывание, которое истинно, когда А ложно, и ложно, когда А истинно. Отрицание высказывания А обозначим ¬А. Определение отрицания может быть записано с помощью так называемой таблицы истинности:

А

¬ А

И

Л

Л

И


В ней указано, какие значения истинности (Истина, Ложь) принимает отрицание ¬ А в зависимости от значений истинности исходного высказывания А.
Логическое умножение (конъюнкция) от латинского conjunctio - союз, связь.

 Если два высказывания соединены союзом "И", то полученное сложное высказывание обычно считается истинным тогда и только тогда, когда истинны оба составляющие его высказывания. Если хотя бы одно из составляющих высказываний ложно, то и полученное из них с помощью союза "И" сложное высказывание также считается ложным. Например, возьмем два высказывания: "У кота есть хвост" (А), "У зайца есть хвост" (В). Сложное высказывание "У кота есть хвост и у зайца есть хвост" истинно, т.к. истинны оба высказывания А и В. Но если взять другие высказывания: "У кота длинный хвост" (С), "У зайца длинный хвост" (D), то сложное высказывание "У кота длинный хвост и у зайца длинный хвост" будет ложным, т.к. ложно высказывание (D). Таким образом, исходя из обычного смысла союза "И", приходим к определению соответствующей логической операции - конъюнкции.

                                                       4

  Таким образом, конъюнкцией двух высказываний А и В называется такое высказывание, которое истинно тогда и только тогда, когда истинны оба высказывания А и В.

  Конъюнкцию высказываний А и В мы обозначим: A & B. Знак & - амперсент - читается как английское "and" (помните Procter & Gamble или Wash & Go?). Часто встречается обозначение А Λ В. Иногда, для краткости, пишут просто АВ.

Определение конъюнкции может быть записано в виде таблицы истинности, в которой для каждого из четырех возможных наборов значений исходных высказываний А и В задается соответствующее значение конъюнкции А & В:

A

 B

A&B

и

и

и

и

л

л

л

и

л

л

л

л



Определение конъюнкции двух высказываний естественным образом распространяется на любое конечное число составляющих: конъюнкция А1 & A2 & A3 &...& AN истинна тогда и только тогда, когда истинны все высказывания А1, A2, A3, ...AN (а, следовательно, ложна, когда ложно хотя бы одно из этих высказываний).

     Логическое сложение (дизъюнкция) от латинского disjunctio - разобщение, различие.

     Если два высказывания соединены союзом "ИЛИ", то полученное сложное высказывание обычно считается истинным, когда истинно хотя бы одно из составляющих высказываний. Например, возьмем два высказывания: "Мел черный." (А), "Доска черная." (В). Высказывание "Мел черный или доска черная" будет истинным, т.к. одно из исходных высказываний (В) истинно.

     Таким образом, дизъюнкцией двух высказываний называется такое новое высказывание, которое истинно тогда и только тогда, когда истинно хотя бы одно из этих высказываний.

     Дизъюнкцию высказываний А и В мы обозначим символом А V В и будем читать: А или В. Определение дизъюнкции может быть записано в виде таблицы истинности:А   В        

                                                        5



A

B

АVB



И

И

Л

Л

И

Л

И

Л

И

И

И

Л

Определение дизъюнкции двух высказываний естественным образом распространяется на любое конечное число составляющих: дизъюнкция А1 V А2 V А3 V...V АN истинна тогда и только тогда, когда истинно хотя бы одно из высказываний А1, А2, А3, ..., АN (а следовательно, ложна, когда ложны все эти высказывания).

     Логическое следование (импликация) от латинского implico - тесно связываю.

     В наших рассуждениях, особенно в математических доказательствах, мы часто пользуемся сложными высказываниями, образованными с помощью слов "если..., то...". Здесь высказывание, расположенное после слова "если", называется основанием или посылкой, а высказывание, расположенное после слова "то", называется следствием или заключением.

     Рассмотрим пример: из арифметики. Вам должно быть известно, что утверждение "если каждое слагаемое делится на 3, то и сумма делится на 3" истинно, т.е. из высказывания "каждое слагаемое делится на 3" следует высказывание "сумма делится на 3". Посмотрим, какие наборы значений истинности посылки и заключения возможны, когда истинно все утверждение. Возьмем, например, в качестве слагаемых числа 6 и 9. В этом случае истинны и посылка, и заключение, и все утверждение. Если же взять числа 4 и 5, то посылка будет ложной, а заключение истинным. Для чисел 4 и 7 и посылка и заключение ложны. (Если Вы сомневаетесь в истинности высказывания для последнего случая попробуйте произнести его в сослагательном наклонении: если бы числа 4 и 7 делились бы на 3, то и их сумма делилась бы на 3). Очевидно, что только один случай невозможен: мы не найдем таких двух слагаемых, чтобы каждое из них делилось на 3, а их сумма не делилась на 3, т.е. чтобы посылка была истинной, а заключение ложным. Из истины не может следовать ложь, иначе логика теряет смысл. Высказывание "Если А, то В" с логической точки зрения имеет тот же смысл, что и высказывание "неверно, что А истинно и В ложно".

                                                         6

 Это означает, что функцию импликации можно заменить комбинацией двух функций

(отрицания и конъюнкции). Обычно, когда мы хотим установить ложность высказывания "Если А, то В", мы стараемся показать, что возможен случай, когда А истинно, а В ложно (доказательство "от противного"). Обозначим импликацию символом => и запись "А => В" будем читать: "Из А следует В".

     Таким образом, импликацией А => В называется высказывание, которое ложно тогда и только тогда, когда А истинно и В ложно.

     Запишем это определение в виде таблицы истинности:

A

B

А=>В

И

И

Л

Л

И

Л

И

Л

И

Л

И

И


Логическое тождество (эквиваленция).

     Интуитивно можно догадаться, что высказывания эквивалентны (равносильными), когда их значения истинности одинаковы. Например, эквивалентны высказывания: "железо тяжелое" и "пух легкий", так же как и высказывания: "железо легкое" и "пух тяжелый". Обозначим эквиваленцию символом <=> и запись "А <=> В" будем читать "А эквивалентно В", или "А равносильно В", или "А, если и только если В".

     Таким образом, эквиваленцией двух высказываний А и В называется такое высказывание, которое истинно тогда и только тогда, когда оба эти высказывания А и В истинны или оба ложны.

     Отметим, что высказывание типа "А, если и только если В" можно заменить высказыванием "Если А, то В и, если В, то А" (обдумайте это на досуге и обратите внимание на символ <=>). Следовательно, функцию эквиваленции можно заменить комбинацией функций импликации и конъюнкции. Запишем таблицу истинности для эквиваленции:
                                                    7

A

B

А<=>В



И

И

Л

Л

И

Л

И

Л

И

Л

Л

И



Приведем примеры записи сложных высказываний с помощью обозначения логических связок:

     "Быть иль не быть - вот в чем вопрос." (В. Шекспир) А V ¬ A <=> В

     "Если хочешь быть красивым, поступи в гусары." (К. Прутков) А => В

3. Построение таблиц истинности для логических функций

Логическая функция - это функция, в которой переменные принимают только два значения: логическая единица или логический ноль. Истинность или ложность сложных суждений представляет собой функцию истинности или ложности простых. Эту функцию называют булевой функцией суждений f (a, b).

     Любая логическая функция может быть задана с помощью таблицы истинности, в левой части которой записывается набор аргументов, а в правой части - соответствующие значения логической функции.

     При построении таблицы истинности необходимо учитывать порядок выполнения логических операций. Операции в логическом выражении выполняются слева направо с учетом скобок в следующем порядке:

     1. инверсия;

     2. конъюнкция;

     3. дизъюнкция;

     4. импликация и эквивалентность.

     Для изменения указанного порядка выполнения логических операций используются круглые скобки.

     Предлагается следующий алгоритм построения таблицы истинности.

                                                 8

 1. Определить количество наборов входных переменных - всевозможных сочетаний значений переменных, входящих в выражения, по формуле: Q=2n , где n - количество входных переменных. Оно определяет количество строк таблицы.

     2. Внести в таблицу все наборы входных переменных.

     3. Определить количество логических операций и последовательность их выполнения.

     4. Заполнить столбцы результатами выполнения логических операций в обозначенной последовательности.


Чтобы не повторить или не пропустить ни одного возможного сочетания значений входных переменных, следует пользоваться одним из предлагаемых ниже способов заполнения таблицы.

     Способ 1. Каждый набор значений исходных переменных есть код числа в двоичной системе счисления, причем количество разрядов числа равно количеству входных переменных. Первый набор - число 0. Прибавляя к текущему числу каждый раз по 1, получаем очередной набор. Последний набор - максимальное значение двоичного числа для данной длины кода.

     Например, для функции от трех переменных последовательность наборов состоит из чисел:

000

001

010

011

100

101

110

111



                                                  

                                                     9

Способ 2. Для функции от трех переменных последовательность данных можно получить следующим путем:

     а) разделить колонку значений первой переменной пополам и заполнить верхнюю половину нулями, нижнюю половину единицами;

     б) в следующей колонке для второй переменной половинку снова разделить пополам и заполнить группами нулей и единиц; аналогично заполнить вторую половинку;

     в) так делать до тех пор, пока группы нулей и единиц не будут состоять из одного символа.

     Способ 3. Воспользоваться известной таблицей истинности для двух аргументов. Добавляя третий аргумент, сначала записать первые 4 строки таблицы, сочетая их со значением третьего аргумента, равным 0, а затем еще раз записать эти же 4 строки, но теперь уже со значением третьего аргумента, равным 1. В результате в таблице для трех аргументов окажется 8 строк:

000

010

100

110

001

011

101

111


Например, построим таблицу истинности для логической функции:


Количество входных переменных в заданном выражении равно трем (A,B,C). Значит, количество входных наборов Q=23=8.

   
                                                   10

 Столбцы таблицы истинности соответствуют значениям исходных выражений A,B,C, промежуточных результатов  и (B V C), а также

искомого окончательного значения сложного арифметического выражения :

A

B

C



BVC



0

0

0

1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

0

0

1

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

1

0

1

0



4. Логические функции и их преобразования. Законы логики

Для операций конъюнкции, дизъюнкции и инверсии определены законы булевой алгебры, позволяющие производить тождественные (равносильные) преобразования логических выражений.
Законы логики

     1. ¬¬ А <=> A закон двойного отрицания;

     2. A&B <=> B&A коммутативность конъюнкции;

     3. AVB <=> BVA коммутативность дизъюнкции;

     4. A&(B&C) <=> (A&B)&C ассоциативность конъюнкции;

     5. AV(BVC) <=> (AVB)VC ассоциативность дизъюнкции;

     6. A&(BVC) <=> (A&B)V(A&C) дистрибутивность конъюнкции относительно дизъюнкции;

     7. AV(B&C) <=> (AVB)&(AVC) дистрибутивность дизъюнкции относительно конъюнкции;

                                               11

     8. A&A <=> A

     9. AVA <=> A

     10. AV¬A <=> И закон исключенного третьего;

     11. A&¬A <=> Л закон непротиворечия;

     12. A&И <=> A

     13. AVИ <=> И

     14. A&Л <=> Л

     15. AVЛ <=> A

     16. ¬(A&B) <=> ¬ A V ¬ B законы де Моргана;

     17. ¬(AVB) <=> ¬ A & ¬ B

     18. A => B <=> ¬ A V B замена импликации.
Основываясь на законах, можно выполнять упрощение сложных логических выражений. Такой процесс замены сложной логической функции более простой, но равносильной ей, называется минимизацией функции.

     Пример 1. Упростить выражения  так, чтобы в полученных формулах не содержалось отрицания сложных высказываний.

     Решение


                                   

                                         

Пример 2. Минимизировать функцию

                                                12
Решение



    
При упрощении выражения использовались формулы поглощения и склеивания.

     Пример 3. Найти отрицание следующего высказывания: "Если урок будет интересным, то никто из учеников (Миша, Вика, Света) не будет смотреть в окно".

     Решение

     Обозначим высказывания:

     Y - "Урок интересный";

     M - "Миша смотрит в окно";

     B - "Вика смотрит в окно";

     C - "Света смотрит в окно".

    

     При упрощении выражения использовались формула замены операций и закон де Моргана.

     Пример 4. Определить участника преступления, исходя из двух посылок:

     1) "Если Иванов не участвовал или Петров участвовал, то Сидоров участвовал";

     2) "Если Иванов не участвовал, то Сидоров не участвовал".
                                                13

     Решение

     Составим выражения:

     I - "Иванов участвовал в преступлении";

     P - "Петров участвовал в преступлении";

     S - "Сидоров участвовал в преступлении".

     Запишем посылки в виде формул:

    

     Тогда

    
Проверим результат, используя таблицу истинности:


                                          

Ответ: Иванов участвовал в преступлении.

                                                       14
Построение логической функции по ее таблице истинности

     Мы научились составлять таблицу истинности для логической функции. Попробуем решить обратную задачу. Пусть дана таблица истинности для некоторой логической функции Z(X,Y):


X

Y

Z

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

0



Рассмотрим строки, где значение истинности функции Z истинно (Z=1). Функцию для этой таблицы истинности можно составить следующим образом: Z(X,Y) = (¬ X& ¬Y)V(X& ¬Y).

     Каждой строке, где функция истинна (равна 1), соответствует скобка, представляющая собой конъюнкцию аргументов, причем если значение аргумента О, то мы берем его с отрицанием. Все скобки соединены между собой операцией дизъюнкции. Полученную формулу можно упростить, применив законы логики:

     Z(X,Y) <=> ((¬X& ¬Y) VX)&(( ¬X&Y)V ¬Y) <=> (XV( ¬X& ¬Y)) &( ¬YV(¬X&¬Y)) <=> ((XV¬X)&(XV ¬Y))&(( Y¬V ¬X)&( ¬YV ¬Y)) <=> (1&(XV ¬Y))&(( ¬YV ¬X)& ¬Y)<=> (XV ¬Y)&(( ¬YV ¬X)& ¬Y).

     Проверьте полученную формулу: составьте таблицу истинности для функции Z(X,Y).

     Запишите правила конструирования логической функции по ее таблице истинности:

     1. Выделить в таблице истинности те строки, в которых значение функции равно 1.

     2. Выписать искомую формулу в виде дизъюнкции нескольких логических элементов. Число этих элементов равно числу выделенных строк.

                                                       15

     3. Каждый логический элемент в этой дизъюнкции записать в виде конъюнкции аргументов функции.

     4. Если значение какого-либо аргумента функции в соответствующей строке таблице равно 0, то этот аргумент мы берем с отрицанием.

                       5. Построение логических схем

Знания из области математической логики можно использовать для конструирования электронных устройств. Нам известно, что 0 и 1 в логике не просто цифры, а обозначение состояний какого-то предмета нашего мира, условно называемых "ложь" и "истина". Таким предметом, имеющим два фиксированных состояния, может быть электрический ток. Устройства, фиксирующие два устойчивых состояния, называются бистабильными (например, выключатель, реле). Если вы помните, первые вычислительные машины были релейными. Позднее были созданы новые устройства управления электричеством - электронные схемы, состоящие из набора полупроводниковых элементов. Такие электронные схемы, которые преобразовывают сигналы только двух фиксированных напряжений электрического тока (бистабильные), стали называть логическими элементами.

 На элементарном уровне конъюнкцию можно представить себе в виде последовательно соединенных выключателей, а дизъюнкцию - в виде параллельно соединенных выключателей:


                                             16

Логические элементы имеют один или несколько входов и один выход, через которые проходят электрические сигналы, обозначаемые условно 0, если "отсутствует" электрический сигнал, и 1, если "имеется" электрический сигнал. Простейшим логическим элементом является инвертор, выполняющий функцию отрицания. Если на вход поступает сигнал, соответствующий 1, то на выходе будет 0. И наоборот. У этого элемента один вход и один выход. На функциональных схемах он обозначается:


Логический элемент, выполняющий логическое сложение, называется дизъюнктор. Он имеет, как минимум, два входа. На функциональных схемах он обозначается:



                                                      

Логический элемент, выполняющий логическое умножение, называется конъюнктор. Он имеет, как минимум, два входа. На функциональных схемах он обозначается:


                                             17

Специальных логических элементов для импликации и эквивалентности нет, т.к. А => В можно заменить на ¬А V В ; А <=> В можно заменить на (A & B)V(¬A & ¬B).
     Другие логические элементы построены из этих трех простейших и выполняют более сложные логические преобразования информации. Сигнал, выработанный одним логическим элементом, можно подавать на вход другого элемента, это дает возможность образовывать цепочки из отдельных логических элементов. Например:


Эта схема соответствует сложной логической функции F(A,B)= ¬ (А V В).

     Попробуйте проследить изменения электрического сигнала в этой схеме. Например, какое значение электрического сигнала (0 или 1) будет на выходе, если на входе: А=1 и В=0.

     Такие цепи из логических элементов называются логическими устройствами. Логические устройства же, соединяясь, в свою очередь образуют функциональные схемы (их еще называют структурными или логическими схемами). По заданной функциональной схеме можно определить логическую формулу, по которой эта схема работает, и наоборот.

                                                  

   Пример 1. Логическая схема для функции   будет выглядеть следующим образом:
                                                    18


Правила составления электронных логических схем по заданным таблицам истинности остаются такими же, как для контактных схем.

     Пример 2. Составить логическую схему для тайного голосования трех персон A, B, C, условия которого определяются следующей таблицей истинности:

A

0

0

0

0

1

1

1

1

B

0

0

1

1

0

0

1

1

C

0

1

0

1

0

1

0

1

F

0

0

0

1

0

1

1

1


Решение

     По таблице построим СДНФ логической функции и упростим ее:


                                              

Правильность полученной формулы можно проверить, составив для нее таблицу истинности:

                                                     19


Значение полученной функции совпадает с исходным, что можно заметить, сравнивая таблицы.

     Логическая схема полученной функции имеет вид:


                                                    

                                                

Рассмотрим еще два логических элемента, которые играют роль базовых при создании более сложных элементов и схем:

                                              20


Логический элемент И-НЕ состоит из конъюнктора и инвертора:

     Выходная функция выражается формулой .

     Логический элемент ИЛИ-НЕ состоит из дизъюнктора и инвертора:


Выходная функция выражается формулой .

6. Логическая реализация типовых устройств компьютера
Обработка любой информации на компьютере сводится к выполнению процессором различных арифметических и логических операций. Для этого в состав процессора входит так называемое арифметико-логическое устройство (АЛУ). Оно состоит из ряда устройств, построенных на рассмотренных выше логических элементах. Важнейшими из таких устройств являются триггеры, полусумматоры, сумматоры, шифраторы, дешифраторы, счетчики, регистры.

     Этапы конструирования логического устройства.

     Конструирование логического устройства состоит из следующих этапов:

    1. Построение таблицы истинности по заданным условиям работы проектируемого узла (т.е. по соответствию его входных и выходных сигналов).

                                                                  21

     2. Конструирование логической функции данного узла по таблице истинности, ее преобразование (упрощение), если это возможно и необходимо.

     3. Составление функциональной схемы проектируемого узла по формуле логической функции.

     После этого остается только реализовать полученную схему.

     Попробуем, действуя по этому плану, сконструировать устройство для сложения двух двоичных чисел (одноразрядный полусумматор).

     Пусть нам необходимо сложить двоичные числа X и Y. Через P и Z обозначим первую и вторую цифру суммы: X + Y = PZ. Вспомните таблицу сложения двоичных чисел.

     1. Таблица истинности, определяющая результат сложения, имеет вид:


2. Сконструируем функции P(X,Y) и Z(X,Y) по этой таблице:

     P(X,Y)=X & Y; Z(X,Y)=(¬ X&Y)V (X& ¬ Y).

     Преобразуем вторую формулу, пользуясь законами логики.

     (¬ X&Y)V(X& ¬Y) <=> ((¬ X&Y)VX)& ((¬ X&Y)V ¬Y) <=> (XV(¬ X&Y))&(¬ YV (Y& ¬X)) <=>((XV ¬X)&(XVY))& ((¬ YVY)&(¬ Y V ¬X)) <=> (1&(XVY))&((И& ¬(X&Y)) <=> (XVY)& ¬(X&Y).

                                                 

3. Теперь можно построить функциональную схему одноразрядного полусумматора:

                                                        22


Одноразрядный двоичный сумматор на три входа и два выхода называется полным одноразрядным сумматором.

     Сумматор - это электронная логическая схема, выполняющая суммирование двоичных чисел поразрядным сложением. Сумматор является центральным узлом арифметико-логического устройства процессора. Находит он применение и в других устройствах компьютера. Сумматор выполняет сложение многозначных двоичных чисел. Он представляет собой последовательное соединение одноразрядных двоичных сумматоров, каждый из которых осуществляет сложение в одном разряде. Если при этом возникает переполнение разряда, то перенос суммируется с содержимым старшего соседнего разряда.

     Общая схема сумматора:


Триггер - электронная схема, применяемая для хранения значения одноразрядного двоичного кода.
                                                 23

     Воздействуя на входы триггера, его переводят в одно из двух возможных состояний (0 или 1). С поступлением сигналов на входы триггера в зависимости от его состояния либо происходит переключение, либо исходное

состояние сохраняется. При отсутствии входных сигналов триггер сохраняет свое состояние сколь угодно долго.

     Термин триггер происходит от английского слова trigger - защёлка, спусковой крючок. Для обозначения этой схемы в английском языке чаще употребляется термин flip-flop, что в переводе означает "хлопанье". Это звукоподражательное название электронной схемы указывает на её способность почти мгновенно переходить ("перебрасываться") из одного электрического состояния в другое.

     Существуют разные варианты исполнения триггеров в зависимости от элементной базы (И-НЕ, ИЛИ-НЕ) и функциональных связей между сигналами на входах и выходах (RS, JK, T, D и другие).

     Самый распространённый тип триггера - это RS-триггер (S и R соответственно от английских set - установка, и reset - сброс). Условное обозначение RS-триггера:


Триггер имеет два симметричных входа S и R, которые используются для установки в единичное состояние и сброса, - в нулевое. Еще у него есть два симметричных выхода Q и  , причем выходной сигнал Q является логическим отрицанием сигнала .  

     За единичное состояние триггера условились принимать такое, при котором Q=1.

     На каждый из входов S и R могут подаваться входные сигналы в виде кратковременных импульсов  . Наличие импульса на входе считается единицей, а его отсутствие - нулем.

                                                 24

     Ниже показана схема реализации триггера с помощью элементов ИЛИ-НЕ и соответствующая таблица истинности.


Два одинаковых двухвходовых логических элемента ИЛИ-НЕ соединены симметричным образом. Сигнал, поданный на один из входов каждого элемента, снимается с выхода другого. Наличие такого соединения и дает триггеру возможность сохранять свое состояние после прекращения действия сигналов (никакой другой логический элемент не в состоянии поддерживать сигнал на выходе после прекращения действия входного напряжения).

     Проанализируем возможные комбинации значений входов R и S триггера, используя его схему и таблицу истинности схемы.

     1. Пусть поданы сигналы S=1, R=0. Независимо от состояния другого входа на выходе верхнего элемента появится 0. Этот нулевой сигнал подается на вход нижнего элемента, где уже есть R=0. Выход нижнего элемента станет равным 1. Эта единица возвращается на вход первого элемента. Теперь состояние другого входа (S) этого элемента роли не играет: если даже убрать входной сигнал S, состояние триггера останется без изменения. Поскольку Q=1, триггер перешел в единичное состояние, устойчивое, пока не придут новые внешние сигналы.

                                                  25

     2. При S=0 и R=1 вследствие симметричности схемы все происходит аналогично, но теперь на выходе Q будет 0. То есть при подаче сигнала на вход R триггер сбрасывается в устойчивое нулевое состояние.

     3. При окончании действия обоих сигналов (R=0 и S=0) триггер сохраняет на выходе Q тот сигнал, который был установлен входным импульсом S или R.

     4. Подача импульсов одновременно на входы R и S может привести к неоднозначному результату, поэтому эта комбинация входных сигналов (R=1 и S=1) запрещена.

     Один триггер хранит один бит информации. Для хранения одного байта информации необходимо 8 триггеров. Современные микросхемы памяти содержат миллионы триггеров.

     По технологии изготовления память делится на статическую и динамическую. На триггерах основана статическая память, а динамическая устроена по принципу конденсатора: заряженный конденсатор соответствует единице, а незаряженный - нулю.

     Динамическая память проще по устройству, имеет больший объем и дешевле. В силу этих преимуществ в настоящее время основной объем оперативного запоминающего устройства компьютера является динамическим.

     Однако статическая память имеет более высокое быстродействие. Кэш-память имеет статическую природу, что позволяет согласовать высокое быстродействие процессора и низкую скорость работы динамической памяти.

     Конденсаторы динамической памяти постепенно разряжаются через внешние цепи, и потому требуют периодичекой подзарядки, чтобы не потерять информацию. Этот процесс называется регенерацией памяти, его наличие усложняет подключение микросхем динамической памяти. Микросхема статической памяти сильнее нагревается при работе, так как использует активные элементы - транзисторы.

     Некоторое количество триггеров, объединенных вместе общей системой управления, называется регистром.

 

                                               26

Регистры содержатся в различных вычислительных узлах компьютера - процессоре, периферийных устройствах и т.д.

Регистр - это устройство, предназначенное для хранения многоразрядного двоичного числового кода, которым можно представлять и адрес, и команду, и данные.  Упрощенно регистр можно представить как совокупность ячеек, в каждой из которых может быть записано одно из двух значений: 0 или 1, то есть один разряд двоичного числа.

     Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций. Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

     сдвиговый регистр - предназначен для выполнения операции сдвига;

     счетчики - схемы, способные считать поступающие на вход импульсы. К ним относятся Т-триггеры (название от англ. tumble - опрокидываться). Этот триггер имеет один счетный вход и два выхода. Под действием сигналов триггер меняет свое состояние с нулевого на единичное и наоборот. Число перебрасываний соответствует числу поступивших сигналов;

     счетчик команд - регистр устройства управления процессора (УУ), содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

     регистр команд - регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные - для хранения кодов адресов операндов.

     Техническая сторона логики компьютера основана на технологии транзистора, что позволяет получать одну из двух возможных единиц информации (0 и 1), оперируя с передачей или отсутствием передачи тока. На следующем уровне вступает система носителей (переносчиков) информации - это нули и единицы (0 и 1), которые отражают в себе реальную информацию путем применения, как систем счисления, так и системы команд микропроцессора.

     Логика микропроцессора (МП). МП имеет (может иметь) встроенную логику, основанную на формальной логике человека.

                                                         27

 Таким образом, имеется возможность обрабатывать информацию. Так, например, получая группу информационных потоков (два потока), МП может, используя формальную логику, выдать один искомый поток.

     Логика операционной системы. Хотя технически возможна работа на компьютере без использования операционной системы (ОС), так как в ПЗУ находятся (могут находиться) для этого специальные программы, целесообразность использования ОС никем не подвергается сомнению. ОС представляет собой программу (группу программ), которая обеспечивает полный системный интерфейс компьютера.

     И, наконец, логика прикладных программ. В данном случае все зависит от фантазии и профессионализма программиста или пользователя.

     Проиллюстрируем уровни логики ЭВМ. Получив на два регистра по единице и команду реализовать функцию AND, МП, применив заложенную в нем формальную логику, выдает на результирующий регистр единицу. Эта единица некоторым образом интерпретируется операционной системой, например, как истинность выполненной операции, а затем передается (может передаваться) прикладной программе, которая в свою очередь так же интерпретирует полученную информацию и производит в соответствии с этим некоторые действия.
                                                        28
                                     ЛИТЕРАТУРА
1. Белоусов А.И., Ткачев С.Б. Дискретная математика: Учебник для ВУЗов / Под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко.- М.: изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.. (Сер. Математика в техническом университете; Вып XIX).

2. Горбатов В.А. Фундаментальные основы дискретной математики. Информационная математика.- М.: Наука, Физматлит, 2000.- ISBN 5-02-015238-2.

3. Петрова В.Т. Лекции по алгебре и геометрии. Учебник для ВУЗов: в 2 ч.- М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС.- ч. 1 – 312 с., ч. 2 – . ISBN 5-691-00077-2. ISBN 5-691-00238-4 (I), ISBN 5-691-00239-2 (II).

4. Зарубин В.С. Математическое моделирование в технике: Учеб. для ВУЗов / Под ред. В.С. Зарубина, А.П. Крищенко.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.- . (Сер. Математика в техническом университете; вып. XXI, заключительный).
                                                     29

1. Сочинение на тему Горький м. - Самостоятельно прочитанная книгарецензия
2. Курсовая Державна політика розвитку вільних економічних зон
3. Реферат на тему The Lottery Essay Research Paper The Lottery
4. Реферат Естественные монополии в России эссе
5. Реферат Историческое развитие рекламной деятельности в России
6. Реферат на тему Adolf Hitler Essay Research Paper The seeds
7. Реферат Основные вопросы педагогики
8. Сочинение на тему Иван Васильевич на балу и после бала по рассказу После бала
9. Реферат на тему Cartoons Land Of Imagination Essay Research Paper
10. Реферат на тему История Франкского Королевства эпохи Меровингов