布爾加法

布爾加法

布爾加法(Boolean addition)亦稱布爾並(記為∪)或布爾析取(記為∨)或布爾和。由元素a,b,c,...組成的集合B叫做一個布爾集,B的集合元素稱為布爾元(變元),a'稱為布爾補,a+b稱為變元a與b的布爾和,此為布爾加法,a·b稱為變元a與b的布爾積。0、1分別表示空集和全集。則在B上的三種運算(布爾加“+”,布爾乘“·”及求補“'”)稱為布爾運算。布爾代數的運算規則與集合代數的運算規則是完全相同的。布爾乘法為集合代數中的交集,亦即表示邏輯積關係,布爾加法為集合代數中的並集,亦即表示邏輯和關係。

基本介紹

布爾加法指布爾代數B=〈B,+,·,′,0,1〉中記為+的二元運算,對任意給定的兩個元素a,b∈B,經加法運算後得到一個確定的元素c∈B,記為c=a+b,c稱為a,b的布爾和。在元素不多的情形下,常可用列表法確定布爾加法,下面是含且僅含4個元素的布爾代數的加法表,表中最左一列表示加法的第一個元素,最上一行表示加法的第二個元素,各對應行列交叉處記的是兩者的布爾和,特別,對二元布爾代數,其布爾加法若且唯若兩個元素a,b∈B都是0時,a+b才是0,否則a+b是1 。

圖1 圖1

布爾加法的運算律

下面的運算律也稱為布爾代數的運算律。

布爾代數的運算律是布爾代數的基本運算法則,布爾代數〈B,+,·,′,0,1〉有如下運算律,對B中任意元素a,b,c,有 :

1.結合律:(a+b)+c=a+(b+c) ,

(a·b)·c=a·(b·c).

2.交換律:a+b=b+a, a·b=b·a.

3.分配律:a·(b+c)=(a·b)+(a·c),

a+(b·c)=(a+b)·(a+c).

4.吸收律:a+a·b=a, a·(a+b)=a.

5.冪等律:a+a=a, a·a=a.

6.德·摩根律(反演律):(a+b)′=a′·b′,

(a·b)′=a′+b′.

7.對合律(雙重否定律):(a′)′=a.

8.互補律:a+a′=1, a·a′=0.

9.零一律(麼元律):a+0=a, a·1=a.

10.囿元律(極元律):a+1=1, a·0=0.

布爾加法和與門電路

或門執行布爾加法,其運算符為“+”。這與常規的十進制加法運算不同,在布爾加法中,1+1等於1。表1給出了2輸入或門的真值表。

表1 2輸入或門的真值表
ABX
000
011
101
111

兩個變數的布爾加法(Boolean addition,即ORing)記為A+B,稱之為和項。三個變數的布爾加法可以表示為A+B+C,這與常規代數的變數加法的表示相同 。

或門的布爾表達式

(1)2輸入或門運算的布爾代數表達式為:

布爾加法 布爾加法

該布爾表達式表明:輸出X等於輸入A和B的布爾和(OR),讀作“X等於A或B”。

為了計算X=A+B,先看看該式是如何描述或門運算的,將1或0代人每個變數。兩個變數共有2 =4種輸入狀態組合 。

當A=0,B=0: X=A+B=0+0=0;

當A=0,B=1: X=A+B=0+1=1;

當A=1,B=0: X=A+B=1+0=1;

當A=1,B=1: X=A+B=1+1=1。

(2)3輸人或門運算的布爾代數表達式為:

布爾加法 布爾加法

遍歷所有可能的輸入狀態組合(2 =8),代人二進制數值,計算其輸出結果。對應的真值表參見表2。

表2
ABC
布爾加法 布爾加法
0000
0011
0101
0111
1001
1011
1101
1111

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