Для логической формулы всегда можно записать таблицу истинности, т. е. представить заданную логическую функцию в табличном виде. В этом случае таблица должна содержать все возможные комбинации аргументов функции (формулы) и соответствующие значения функции (результаты формулы на заданном наборе значений).
Удобной формой записи при нахождении значений функции является таблица, содержащая, кроме значений переменных и значений функции, также значения промежуточных вычислений. Рассмотрим порядок построения таблицы истинности для формулы:
- подсчитать количество переменных n в логическом выражении;
- определить число строк в таблице m = 2n;
- подсчитать количество логических операций в формуле;
- установить последовательность выполнения логических операций с учетом скобок и приоритетов;
- определить количество столбцов в таблице: число переменных плюс число операций;
- выписать наборы входных переменных с учетом того, что они представляют собой натуральный ряд n-разрядных двоичных чисел от 0 до 2n-1;
- провести заполнение таблицы истинности по столбикам, выполняя логические операции в соответствии с установленной в п.4 последовательностью.
Порядок выполнения логических операций:
- Инверсия;
- Конъюнкция;
- Дизъюнкция;
- Импликация;
- Эквивалентность.
Наборы входных переменных, во избежание ошибок, рекомендуют перечислять следующим образом:
- определить количество наборов входных переменных;
- разделить колонку значений первой переменной пополам и заполнить верхнюю часть колонки 0, а нижнюю -1;
- разделить колонку значений второй переменной на четыре части и заполнить каждую четверть чередующимися группами 0 или 1, начиная с группы 0;
- продолжать деление колонок значений последующих переменных на 8, 16 и т.д. частей и заполнение их группами 0 или 1 до тех пор, пока группы 0 и 1 не будут состоять из одного символа.
Рассмотрим пример. Для формулы (ниже) построить таблицу истинности.
Количество логических переменных 3, следовательно, количество строк в таблице истинности должно быть 23 = 8.
Количество логических операций в формуле 2, следовательно, количество столбцов в таблице истинности должно быть 3 + 2 = 5.
Любую логическую формулу можно рассмотреть как функцию F(x1, x2, …, xn), где x1, x2, …, xn – это логические переменные, которые могут принимать только значения «истина» (1) и «ложь» (0). Значение логической функции также либо «истина» (1) и «ложь» (0). Все рассмотренные ранее бинарные и унарные логические операции можно считать функциями от соответствующего числа переменных. Однако это не все функции, которые можно построить от двух переменных x и y. Каждая логическая функция от двух переменных имеет 4 возможных набора значений аргументов, и мы можем определить, какое количество различных логических функций от двух переменных может существовать: N = 24 = 16.
Таким образом, существует 16 различных функций от двух переменных, каждая из которых может быть задана своей таблицей истинности.