RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Ученые записки Казанского университета. Серия Физико-математические науки // Архив

Учен. зап. Казан. ун-та. Сер. Физ.-матем. науки, 2020, том 162, книга 3, страницы 335–349 (Mi uzku1565)

О структуре, сложности и глубине схем в базисе $\{\&,\vee \}$, реализующих ступенчатые функции алгебры логики

С. А. Ложкин, Д. С. Кинжикеева

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, г. Москва, 119991, Россия

Аннотация: Решается задача синтеза схем из функциональных элементов (СФЭ) в базисе $\{\&,\vee\}$, реализующих ступенчатые функции алгебры логики (ФАЛ) от $n$, $n=1,2,\ldots$, булевых переменных (БП), то есть ФАЛ, обращающиеся в единицу на всех наборах единичного куба размерности $n$, номера которых не меньше заданного числа – порога этой ФАЛ.
Ступенчатые ФАЛ часто встречаются в теоретических и прикладных исследованиях в качестве вспомогательных ФАЛ. Так, схемная реализация $n$-разрядного двоичного сумматора включает в себя подсхему, реализующую ступенчатую ФАЛ от $n$ БП с порогом $2^n/3$, глубина которой составляет основную часть глубины всего сумматора.
С точностью до изоморфизма или подобия, то есть до изоморфизма и эквивалентных преобразований на основе тождеств коммутативности и ассоциативности, описана структура СФЭ, реализующих ступенчатые ФАЛ от $n$ БП с минимальной сложностью, равной $(n-1)$, или минимальным рангом, равным $n$. Установлено точное значение глубины указанных СФЭ. Исследована возможность оптимизации СФЭ, реализующих ступенчатые ФАЛ, как по сложности, так и по глубине.

Ключевые слова: схемы из функциональных элементов, базис $\{\&,\vee \} $, ступенчатые функции алгебры логики, минимизация сложности и глубины, структура минимальных схем.

УДК: 519.95

Поступила в редакцию: 11.08.2020

DOI: 10.26907/2541-7746.2020.3.335-349



Реферативные базы данных:


© МИАН, 2024