Mavzuning texnologik xaritasi
Ish bosqich-
lari
O`qituvchi faoliyatining mazmuni
Tinglovchi
faoliyatining
mazmuni
1-bosqich.
Mavzuga
kirish
(20 min)
1.22. O`quv mashg`uloti mavzusi, savollarni va o`quv
faoliyati
natijalarini,
mustaqil
ishlash
uchun
adabiyotlarni aytadi.
1.23. Baholash mezonlari (2- ilovada).
1.24. Pindbord usulida mavzu bo`yicha ma`lum
bo`lgan tushunchalarni faollashtiradi. Pindbord
usulida natijasiga ko`ra tinglovchilarning nimalarda
adashishlari, xato qilishlari mumkinligining tashxizini
amalga oshiradi (1-ilova ).
1.3. Mavzuni jonlashtirish uchun savollar beradi (3-
ilova).
Tinglaydilar.
Tinglaydilar.
Muhim tushunchalar
daftarda qayd etiladi.
Savollar beradilar.
Tushunchalarni
aytadilar
2 -bosqich.
Asosiy qism
(50 min)
2.1. Ma`ruza matnini tarqatadi, Reja va asosiy
tushunchalar bilan tanishtiradi.
2.2.Ma`ruza rejasining hamma savollar bo`yicha
tushuncha beradi. (4 - ilova). Ma`ruzada berilgan
savollar yuzasidan umumlashtiruvchi xulosa beradi. (5
- ilova).
2.4. Tayanch iboralarga qaytiladi (Insert usuli) – 6-
ilova.
2.5. Talabalar ishtirokida ular yana bir bor takrorlanadi,
asosiy tushunchalarga kelinadi.
Tinglaydilar.
UMKga qaraydilar
Muhim tushunchalar
daftarda qayd etiladi.
Har bir tayanch
tushuncha va iboralarni
muhokama qiladilar.
3-bosqich.
Yakunlovchi
(10 min)
3.8. Mashg`ulot bo`yicha yakunlovchi xulosalar qiladi,
olingan bilimlarning qayerda ishlatish mumkinligini
ma`lum qiladi.
3.2. Darsda olingan bilimlar baholanadi
3.3. Mavzu bo`yicha bilimlarni chuqurlashtirish uchun
adabiyotlar ro`yxatini beradi.
3.4. Mustaqil ish topshiriqlarini va uning baholash
mezonini beradi. Keyingi mazvuga tayyorlanib kelish
uchun savollar beradi.
Savollar beradilar.
O`UMga qaraydilar.
Vazifalarni yozib
oladilar.
REJA - TOPSHIRIQ
Reja:
1. Matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish muammosi.
2.
Diz’yunktiv normal shaklni soddalashtirish va tupikli DNSh
3. Minimallashtirish masalasining geometrik tarzda qo’yilishi.
4. Qisqartirilgan diz’yunktiv normal shakl.
5. Qisqartirilgan diz’yunktiv normal shaklni yasash algoritmi.
Mashg`ulotning maqsadi: Matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish muammosini
o’rganish. Diz’yunktiv normal shaklni soddalashtirish va tupikli DNShni hosil qilish jarayonini
tavsiflash. Minimallashtirish masalasining geometrik tarzda qo’yilishi va uning talqini ko’rsatish.
Qisqartirilgan diz’yunktiv normal shaklni yasash algoritmlari va ularni amalda qo’llanilishini
ko’rsatish.
Talabalarning o`quv faoliyati natijalari:
1.Matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish muammosini o’rganadilar;
2.Diz’yunktiv normal shaklni soddalashtirish va tupikli DNShni hosil qilish jarayonini
o’rganadilar;
3.Minimallashtirish masalasining geometrik tarzda qo’yilishi va uning talqini bilan tanishadilar;
4.Qisqartirilgan diz’yunktiv normal shaklni yasash algoritmlari va ularni amalda qo’llanilishini
o’rganadilar.
Mustaqil tayyorgarlik uchun topshiriq:
1. Topshiriq (1-ilova). Mashqlar
2. Topshiriq (2-ilova). Sinov savollari
Nazorat shakli:
kuzatuv;
o`quv topshiriqlarini bajarish;
savollarga javob berish.
Eng yuqori ball:
______ (tezkor – so`rovga to`g`ri javob)
Haqiqiy ball: ______
O`qituvchi
imzosi:
8-MAVZU
MATEMATIK MANTIQ FUNKSIYALARINI MINIMALLASHTIRISH
MUAMMOSI. DIZ’YUNKTIV NORMAL SHAKLNI SODDALASH-
TIRISH MASALASI. QISQARTIRILGAN DIZ’YUNKTIV NORMAL
SHAKL. QISQARTIRILGAN DIZ’YUNKTIV NORMAL SHAKLNI
YASASH ALGORITMI.
Reja:
1. Matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish muammosi.
2.
Diz’yunktiv normal shaklni soddalashtirish va tupikli DNSh
3. Minimallashtirish masalasining geometrik tarzda qo’yilishi.
4. Qisqartirilgan diz’yunktiv normal shakl.
5. Qisqartirilgan diz’yunktiv normal shaklni yasash algoritmi
Tayanch iboralar:
Elementar kon’yunksiyaning rangi. Mulohaz alar algebrasi funksiyalarini
minimallashtirish muammosi. Minimal DNSh. Eng qisqa DNSh.Trivial algoritm. Birma-bir ko‘zdan
kechirish algoritmi. DNShni soddalashtirishning ikki xil yo‘li. Elementar kon’yunksiyani
chetlashtirish jarayoni. Ko‘paytuvchini chetlashtirish jarayoni. Tupikli DNSh. Joiz kon’yunksiyalar.
Trivial algoritmni soddalashtirish. Maksimal interval. Oddiy implikant. Qisqartirilgan DNSh.
Algoritm.
Foydalanilgan adabiyotlar:
1.Тўраев Ҳ.Т., Математик мантиқ ва дискрет математика, Тошкент: Ўқитувчи
нашриёти, 2003, 378 б.
2.Лихтарников Л.М., Сукачева Т.Г., Математическая логика. Курс лекций.
Задачник-практикум и решения, Санк-Петербург: ЛАНЬ, 1999, 286 с.
3. Гаврилов Г.П., Сапоженко А.А. Сборник задач по дискретной математике.
Учебное пособие. Москва: Наука.
4. Искандаров Р.И., Математик логика элементлари, Самарқанд: СамДУ, 1970, 324 б.
1-ilova
Baholash mezoni:
Har bir savol javobiga - 2 ball;
Har bir qo`shimcha mustaqil fikrga - 2 ball;
Har bir javobni to`ldirishga - 1 ball.
2-ilova
Pinbord
Ta`lim beruvchi:
→ Taklif etilgan muammoni yechishga o`z nuqtai nazarini bayon qiladi.
→ Ommaviy to`g`ri aqliy hujumni tashkillashtiradi.
Ta`lim oluvchilar quyidagi g`oyalarni:
→ Taklif etadilar, muhokama qiladilar, baholaydilar eng ko`p maqbul (samarali va boshqa
g`oyalarni tanlaydilar va ularni qog`oz varag`iga asosiy so`zlar ko`rinishida (2 so`zdan ko`p
bo`lmagan) yozadilar va yozuv taxtasiga biriktiradilar (o`rgatuvchi tizimlar, oddiy va murakkab
tizimlar, bir pog`onali va ko`p pog`onali tizimlar, hal kiiluvchi qoida).
→ Guruh a`zolari (ta`lim beruvchi tomonidan belgilangan 2-3 talaba yozuv taxtasiga
chiqadilar va boshqalar bilan maslahatlashib:
aniq xato yoki qaytariluvchi g`oyalarni saralaydilar (ATTlаr, sohа, tаshqi fаktor, аxborot -
tаnuvchi аvtomаtik hisoblаsh qurilmаsi, murаkkаb ATT, murаkkаb dinаmik tizimlаr)
tortishuvlarni aniqlaydilar (аprior аlfаviti, sinflаshtirish, bir pog`аnаli, ko`p pog`onаli
tizimlаr va farqlari);
g`oyalarni tizimlashtirish mumkin bo`lgan belgilar bo`yicha aniqlaydilar;
shu belgilar bo`yicha hamma g`oyalarni yozuv taxtasida guruhlaydilar (kartochka/ varaqlar).
Ta`lim beruvchi:
→Umumlashtiradi va ish natijalarini baholaydi.
3-ilova
Mavzuni jonlashtirish uchun savollar:
5. Matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish muammosi deganda nimani tushunasiz?
6. Minimal va eng qisqa DNSh qanday ta’riflanadi?
7. DNShni soddalashtirishning necha xil yo‘lini bilasiz?
8. Elementar kon’yunksiyani va ko‘paytuvchini chetlashtirish jarayonlari qanday jaroyonlar?
9. Tupikli DNSh deganda nimani tushunasiz?
10. Minimal DNShga keltirishda qanday muammolar bor?
11. Joiz (ruxsat etilgan) kon’yunksiyalar deganda nimani tushunasiz?
Pinbord (inglizchadan: pin- mahkamlash, board – yozuv taxtasi) munozara usullari yoki
o’quv suhbatini amaliy usul bilan moslashdan iborat.
12. Qisqartirilgan diz’yunktiv normal shakl deganda nimani tushunasiz?
13. Funksiyani qisqartirilgan diz’yunktiv normal shaklga keltirish algoritmini bilasizmi?
4-ilova
Matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish muammosi.
Mantiq algebrasining funksiyalarini minimallashtirish muammosining dolzarbligi. Xalq
xo‘jaligi uchun muhim amaliy ahamiyatga ega bo‘lgan ko‘pchilik masalalarni hal qilishda mantiq
algebrasidan foydalanish mumkin. Quyida shunday masalalardan biri mantiq algebrasining
funksiyalarini minimallashtirish muammosi sifatida qaralgan.
1- t a ’ r i f . Ushbu
r
r
i
i
i
x
x
x
K
...
2
2
1
1
(
bo‘lganda
i
i
)
(1)
ifoda elementar kon’yunksiya deb ataladi.
r son elementar kon’yunksiyaning rangi deyiladi.
Konstanta 1 ni rangi 0 ga teng bo‘lgan elementar kon’yunksiya deb hisoblaymiz.
2- t a ’ r i f . Ushbu
)
(
1
j
i
i
s
i
K
K
ganda
bo'l
j
i
K
D
(2)
ifoda diz’yunktiv normal shakl (DNSh) deb ataladi, bu yerda
i
K – rangi
i
ga teng
bo‘lgan eyementar kon’yunksiya.
Ma’lumki,
D
diz’yunktiv normal shakl mantiq algebrasining ma’lum bir
)
,...,
,
(
2
1
n
x
x
x
f
funksiyasini realizatsiya qiladi va mantiq algebrasining berilgan funksiyasi bir nechta DNSh
ko‘rinishida
ifodalanishi
mumkin.
Mantiq
algebrasining
har
qanday
)
,...,
,
(
2
1
n
x
x
x
f
)
0
(
f
funksiyasini DNSh ko‘rinishiga keltirish mumkinligini, ya’ni
)
,...,
,
(
2
1
n
x
x
x
f
D
(3)
III bobda ta’kidlangan edi.
Bunday DNSh sifatida
f funksiyaning mukammal diz’yunktiv normal shaklini (MDNSh)
olish mumkin, ya’ni
n
n
n
n
f
x
x
x
D
...
2
1
2
1
2
1
2
1
1
)
,...,
,
(
)
,...,
,
(
.
(4)
1- m i s o l .
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
funksiya 1- chinlik jadvali bilan berilgan bo‘lsin.
1- jadval
1
x
2
x
3
x
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
1
x
2
x
3
x
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
U holda
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
funksiya
3
2
1
3
2
1
3
2
1
3
2
1
3
2
1
1
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
x
D
(5)
MDNSh ko‘rinishida ifodalanishi mumkin.
Ikkinchi tarafdan, shu funksiyaning o‘zini
1
3
2
2
x
x
x
D
(6)
DNSh ko‘rinishida ham ifodalash mumkin (chinlik jadvali orqali aniqlashni o‘quvchiga havola
etamiz).
Agar
1
D bilan
2
D ko‘rinishlarini taqqoslasak, u holda
1
D ifodasida 15ta o‘zgaruvchi
simvollari va 5ta elementar kon’yunksiyalar qatnashayotganligini,
2
D ifodasida esa, 3ta o‘zgaruvchi
simvollari va 2ta elementar kon’yunksiyalar qatnashayotganligini ko‘ramiz. Demak,
2
D formula
o‘zgaruvchilar simvoli (elementar kon’yunksiyalar) soniga nisbatan
1
D DNShga qaraganda soddaroq
formula hisoblanadi.
Agar
1
D va
2
D ko‘rinishdagi funksiyani:
a) kontaktli sxema orqali realizatsiya qilsak, u holda
1
D DNShni realizatsiya qilish uchun
15ta kontakt,
2
D DNShni realizatsiya qilish uchun esa 3ta kontakt talab qilinadi;
b) nol taktli funksional elementlardan yasalgan sxema orqali realizatsiya qilsak, u holda
1
D ni
realizatsiya qilish uchun 21 dona funksional element va
2
D ni realizatsiya qilish uchun 4 dona
funksional element sarf bo‘ladi;
d) bir taktli funksional elementlardan yasalgan ko‘p taktli to‘g‘ri sxema orqali realizatsiya
qilish talab qilinsa, u holda
1
D ni realizatsiya qilish uchun 33 dona funksional element, shu jumladan,
12 dona ushlab turish elementi va
2
D ni realizatsiya qilish uchun 6 dona, shu jumladan, 2 dona
ushlab turish elementi kerak bo‘ladi.
Bu mulohazalarning chinligini isbotlashni o‘quvchiga havola etamiz.
Demak,
1
D DNShni realizatsiya qiladigan sxemaning (qanday sxema bo‘lishidan qat’iy
nazar) tannarxi
2
D DNShni realizatsiya qiladigan sxemaning tannarxidan ancha qimmat (ortiq)
turadi. ■
1- misoldan ko‘rinib turibdiki, mantiq algebrasining funksiyalarini minimallashtirish
muammosi ko‘pchilik hollarda (jumladan, xalq xo‘jaligi uchun) katta amaliy ahamiyatga egadir.
Bu masalani hal qilish uchun DNShning “murakkabligini” ifodalovchi
)
(D
L
soddalik
indeksi tushunchasini kiritamiz.
)
(D
L
funksional uchun qo‘yidagi aksiomalarning bajarilishini talab qilamiz.
I. Manfiy emasligi haqidagi aksioma. Har qanday DNSh uchun
0
)
(
D
L
.
II. Monotonligi haqidagi aksioma (ko‘paytmaga nisbatan). Agar
1
1
K
x
D
D
i
i
bo‘lsa, u
holda
)
(
)
(
1
1
K
D
L
D
L
.
(7)
III. Qavariqligi haqidagi aksioma (qo‘shishga nisbatan). Agar
2
1
D
D
D
va
0
2
1
D
D
bo‘lsa, u holda
)
(
)
(
)
(
2
1
D
L
D
L
D
L
.
(8)
IV. Invariantlik haqidagi aksioma (izomorfizmga nisbatan). Agar
1
R DNSh
R
DNShdan
o‘zgaruvchilarni qayta nomlash (aynan tenglashtirishsiz) usuli bilan hosil qilingan bo‘lsa, u holda
).
(
)
(
1
D
L
D
L
Diz’yunktiv normal shakllar uchun soddalik indekslari deb ataluvchi quyidagi belgilashlarni
kiritamiz.
1.
)
(D
L
h
– berilgan
D
DNShdagi o‘zgaruvchilar harflarining soni.
2.
)
(D
L
k
– berilgan
D
DNShdagi elementar kon’yunksiyalar soni.
3.
)
(D
L
i
– berilgan
D
DNShdagi inkor (
) simvollari soni.
)
(D
L
h
,
)
(D
L
k
va
)
(D
L
i
indekslar yuqorida keltirilgan aksiomalarni qanoatlantiradi.
2- m i s o l . 1- misoldagi
1
D
va
2
D DNShlar berilgan bo‘lsin. Ravshanki,
15
)
(
1
D
L
h
va
3
)
(
2
D
L
h
, ya’ni
2
D DNSh o‘zgaruvchilar harflarining soni indeksiga nisbatan
1
D DNShga
qaraganda soddaroqdir.
1
D
va
2
D DNShlar uchun
5
)
(
1
D
L
k
va
2
)
(
2
D
L
k
bo‘lgani uchun
2
D
DNSh elementar kon’yunksiyalar soni indeksiga nisbatan ham
1
D DNShga qaraganda soddaroqdir.
6
)
(
1
D
L
i
va
2
)
(
2
D
L
i
, ya’ni
2
D DNSh inkor simvollari soni indeksi uchun ham
1
D DNShga
nisbatan soddaroq ekan. ■
Ma’lumki,
}
,...,
,
{
2
1
n
x
x
x
o‘zgaruvchilar to‘plamidan
n
3 ta elementar kon’yunksiya tuzish
mumkin (“bo‘sh” kon’yunksiyaga 1 konstanta mos qilib qo‘yilgan). Bundan o‘z navbatida
}
,...,
,
{
2
1
n
x
x
x
to‘plam elementlaridan
n
3
2 ta diz’yunktiv normal shakl tuzish mumkinligi kelib
chiqadi.
3- t a ’ r i f . Agar
)
,...,
,
(
2
1
n
x
x
x
f
funksiyani realizatsiya qiluvchi DNSh
)
(D
L
indeksga
nisbatan minimal bo‘lsa, u holda bunday DNSh
L
ga nisbatan minimal DNSh,
k
L indeksga nisbatan
minimal bo‘lgan DNSh eng qisqa diz’yunktiv normal shakl deb ataladi.
Bundan keyin
h
L indeksga nisbatan minimal bo‘lgan DNShni minimal diz’yunktiv shakl
deb ataymiz.
3- m i s o l . 1- misoldagi
1
D
va
2
D DNShlarni tahlil qilamiz.
2
D DNSh minimal DNShdir,
chunki ushbu DNSh orqali ifodalangan
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
funksiyaning
3
2
1
,
,
x
x
x
argumentlari muhim
(soxta emas) argumentlardir. Shuning uchun uni uchtadan kam harf bilan ifodalash mumkin emas.
2
D DNSh eng qisqa DNShdir, chunki ushbu DNSh bilan ifodalangan
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
funksiya
har qanday elementar kon’yunksiyadan farq qiladi.
2
D DNSh
i
L indeksga nisbatan ham minimal DNShdir, chunki ushbu DNSh bilan
ifodalangan
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
funksiya
2
x va
3
x o‘zgaruvchilari bo‘yicha o‘suvchi funksiya emas va
demak, uni ikkita inkordan kam inkor qatnashgan DNSh ko‘rinishida ifodalash mumkin. ■
Shunday qilib, asosiy muammo matematik mantiqning ixtiyoriy
)
,...,
,
(
2
1
n
x
x
x
f
funksiyasi
uchun
L
indeksga nisbatan minimal diz’yunktiv normal shaklni topishdan iboratdir. Bu muammo
matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish muammosi deb ataladi.
Matematik
mantiq
funksiyalarini
minimallashtirish
muammosini
hal
qilish
algoritmining mavjudligi. Bu bobda matematik mantiq funksiyalarini minimallashtirish
muammosini hal qilish usullari bilan shug‘ullanamiz. Avvalo bu masala yechimining trivial algoritmi
mavjudligini ta’kidlaymiz. Bu algoritm birma-bir ko‘zdan kechirish algoritmi deb yuritiladi va
quyidagi 4 bandda ifodalangan jarayonlarni bajarishni taqazo qiladi.
1.
}
,...,
,
{
2
1
n
x
x
x
o‘zgaruvchilar to‘plamida barcha
n
3
2 ta
n
D
D
D
3
2
2
1
,...,
,
diz’yunktiv normal
shakllarni ma’lum tartibda tuzamiz.
2. Bu DNSh lardan
)
,...,
,
(
2
1
n
x
x
x
f
funksiyani realizatsiya qiladigan DNShlarni ajratib
olamiz.
3. Ajratib olingan DNShlar soddalik indekslarining (
h
L ,
k
L ,
i
L ) miqdorlarini hisoblaymiz.
4.
h
L ,
k
L ,
i
L indekslar miqdorlarini bir-biri bilan taqqoslash yo‘li bilan
L
ga nisbatan
minimal bo‘lgan DNShni topamiz. ■
Keltirilgan algoritmni amaliy realizatsiya qilish uchun juda ham ko‘p mehnat talab etiladi,
chunki kamida
n
3
2 ta sodda amalni (operasiyani) bajarishga to‘g‘ri keladi. Masalan,
3
n
bo‘lganda,
)
,
,
(
3
2
1
x
x
x
f
funksiyani realizatsiya qiladigan
L
indeksga nisbatan minimal diz’yunktiv normal
shakllarni topish uchun kamida
728
217
134
2
2
3
3
3
n
ta amalni bajarishga to‘g‘ri keladi. Shuning
uchun
3
n
dan boshlab bu algoritmdan foydalanish (hattoki tez hisoblah imkoniyatiga ega bo‘lgan
hozilrgi zamon hisoblash mashinalarini ishlatganda ham) mantiqqa to‘g‘ri kelmaydi. Bu algoritmdan
faqatgina
1
n
va
2
n
bo‘lgan hollar uchun foydalanish mumkin.
Demak, umuman olganda, birma-bir ko‘zdan kechirish algoritmi minimal diz’yunktiv normal
shaklni topish masalasida amaliy yordam bermaydigan algoritmdir. Shuning uchun mantiq algebrasi
funksiyasini minimallashtirishning boshqa usullarini izlashga to‘g‘ri keladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |