1.邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)
根據(jù)邏輯函數(shù)的概念,一個(gè)邏輯函數(shù)的表達(dá)式不是惟一的,例如
在最后一個(gè)函數(shù)的表達(dá)式中,我們可以看到:
(1)每個(gè)乘積項(xiàng)都包含了全部輸入變量;
(2)每個(gè)乘積項(xiàng)中的輸入變量可以是原變量,或者反變量;
(3)同一輸入變量的原變量和反變量不同時(shí)出現(xiàn)在同一乘積項(xiàng)中。
這樣的乘積項(xiàng)我們稱為最小項(xiàng)。
為什么稱它為最小項(xiàng)呢?因?yàn)閷?duì)于n個(gè)輸入變量,變量的取值組合有2n個(gè),在這2n個(gè)組合中,只能有1種,使得乘積項(xiàng)為1,其他的組合都會(huì)使乘積項(xiàng)為0。所以,最小項(xiàng)是輸入變量組合中,取值為1只有一種可能的乘積項(xiàng)。
全部由最小項(xiàng)相加構(gòu)成的與—或表達(dá)式稱為最小項(xiàng)表達(dá)式,這是與—或表達(dá)式的標(biāo)準(zhǔn)表達(dá)式,又稱為標(biāo)準(zhǔn)與—或表達(dá)式,或者標(biāo)準(zhǔn)積之和式。
對(duì)n個(gè)變量的函數(shù),共有2n種不同的取值組合,因此,共有2n種最小項(xiàng)。
3變量→8種取值組合→8種最小項(xiàng)
4變量→16種取值組合→16種最小項(xiàng)
3變量:
000-
001-
002-
003-
004-
005-
006-
007-
為簡化表示,通常每個(gè)變量取值組合用一個(gè)號(hào)碼表示,通常用m表示為最小項(xiàng),用二進(jìn)制數(shù)所對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)作為m的下標(biāo)。
如 =100,記作m4
=1011,記作m11
那么
簡寫成 f(a,b,c)=m7+m6+m4+m2
或者簡寫成 f(a,b,c)=∑m(2,4,6,7)
再如
簡寫成 f(a,b,c,d)=m1+m5+m9+m12
或 f(a,b,c,d)=∑m(1,5,9,12)
2.邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)表達(dá)式
利用邏輯代數(shù)的基本公式,可以把任一個(gè)邏輯函數(shù)化成一種典型的表達(dá)式,這種典型的表達(dá)式是一組最小項(xiàng)之和,稱為最小項(xiàng)表達(dá)式。下面舉例說明把邏輯表達(dá)式展開為最小項(xiàng)表達(dá)式的方法。例如,要將l(a,b,c)=ab+ac化成最小項(xiàng)表達(dá)式,這時(shí)可利用的基本運(yùn)算關(guān)系,將邏輯函數(shù)中的每一項(xiàng)都化成包含所有變量a、b、c的項(xiàng),例如:
此式是由四個(gè)最小項(xiàng)構(gòu)成的,它是一組最小項(xiàng)之和,因此是一個(gè)最小項(xiàng)表達(dá)式。上式中各最小項(xiàng)可分別表示為m1,m3,m6,m7,所以可寫為
l(a,b,c)=m1+m3+m6+m7
為了簡化,常用最小項(xiàng)下標(biāo)編號(hào)來代表最小項(xiàng),故上式又可改寫為
l(a,b,c)=∑m(1,3,6,7)。
又如,要將化成最小項(xiàng)表達(dá)式,可經(jīng)下列幾步:
(1)多次利用摩根定律去掉非號(hào),直至最后得到一個(gè)只在單個(gè)變量上有非號(hào)的表達(dá)式。
(2)利用分配律除去括號(hào),直至得到一個(gè)與或表達(dá)式
(3)在所得式子中,有一項(xiàng)ab不是最小項(xiàng)(缺少變量c),則用(c+c)乘此項(xiàng)。
由此可見,任一個(gè)邏輯函數(shù)都可化成唯一的最小項(xiàng)表達(dá)式。