Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Пособие мат.логика и теория алгоритмов.pdf
Скачиваний:
32
Добавлен:
12.06.2015
Размер:
1.1 Mб
Скачать

формы. Назовем скобочной нормальной формой (с.н.ф.) булевой функции f такое представление f в базисе {&, \/, }, при котором операция инверсии применяется только к отдельным переменным.

Назовем сингулярной (или особенной) такую с.н.ф., в которой никакие две подформулы, входящие в одну конъюнкцию, не содержат одинаковых переменных [1, 2, 17, 18].

В [18] показано, что задача выполнимости к.н.ф. сводится к построению сингулярной с.н.ф. для исследуемой к.н.ф.

Литература

1.Анкудинов Г.И. Синтез структуры сложных объектов: логикокомбинаторный подход. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1986.- 260с.

2.Анкудинов Г.И., Золотов О.А., Петухов О.А. Логическое программирование на языке Prolog: Учеб.пособие. – СПб.: СЗТУ, 2001. – 172с.

3.Гэри М., Джонсон Д. Вычислительные машины и труднорешаемые задачи. – М.: Мир, 1982. – 416с.

4.Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. – М.: Мир, 1976. – 150с.

5.Ковальски Р. Логика в решении проблем: Пер. с англ.- М.: Наука, 1990.– 280с.

6.Лингер Р., Миллс Х., Уитт Б. Теория и практика структурного программирования: Пер. с англ. – М.: Мир, 1982.406с.

7.Мендельсон Э. Введение в математическую логику. – М.: Наука, 1984. – 320с.

8.Минский М. Вычисления и автоматы. М.: Мир, 1971. – 368с.

9.Нильсон Н. Искусственный интеллект: Пер. с англ. М.: Мир, 1973.– 270с.

10.Новиков П.С. Элементы математической логики. – М.: Физматгиз, 1959.

– 400с.

11.Основы кибернетики. Математические основы кибернетики: Учеб.пособие. Под ред. К.А.Пупкова. - М.: Высш.шк., 1974. – 413с.

12.Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. – Киев: Технiка, 1977. – 768с.

13.Формальная логика: Учеб.пособие / Под ред. И.Я.Чупахина, И.Н.Бродского. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1977. – 360с.

14.Шоломов Л.А. Основы теории дискретных логических и вычислительных устройств: Учеб.пособие. – М.: Наука, 1980. – 400с.

15.Turing, A.M. On computable numbers, with an application to the Entscheidungsproblem // Proc. London Math. Soc., ser.2, 42, 1936. – P.230– 265.

181

16. Ankoudinov, G.I. On one general approach to structural synthesis of algorithms, devices and systems // Kibernetika.- Kiev, No.1, 1982.– P.65-68 (English translation by The Plenum Publishing Corporation, USA).

17.Ankoudinov, G.I. Symbolic-numerical methods in discrete programming problems with logical constraints // Kibernetika.- Kiev, No.3, 1989. (English translation by The Plenum Publishig Corporation, USA).– P.51–55.

18.Ankoudinov, G. Advanced morphological approach to systems structural modelling // the Fourth St.Petersburg Workshop on Simulation, St.Petersburg State University, June 18-23, 2001.– P.145–150.

182

ПРЕДМЕТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

А

 

 

аксиома

 

15

алфавит

 

 

ленточный

 

62, 86

состояний

 

62, 86

арифметизация

 

75

атом

 

 

Б

 

 

буква предикатная

 

24

В

 

 

высказывание

 

3

составное

 

3, 5

универсальное

 

23

экзистенциональное

 

23

вычисления

 

 

символьные

 

29

недетерминированное

88

принимающее

89

 

вычитание усеченное

 

64

Д

 

 

детерминированность

 

59

дизъюнкция

 

4

предикатов

 

22

элементарная

 

14

доказательство

 

 

правильности алгоритмов

28

дополнение

 

18

З

 

 

задача

 

 

коммивояжера

 

99

о выполнимости к.н.ф.

85, 91

о полном подграфе

 

97

о вершинном покрытии

97

о сложности д.н.ф.

 

97

о трехмерном сочетании

97

переборная

 

85

построения сингулярной

 

формы

99

 

труднорешаемая

 

97

универсальная

 

97

NP-трудная

 

85

закон

 

 

ассоциативности

7

де-Моргана

 

7

для кванторов

26

дистрибутивности

7

идемпотентности

7

коммутативности

7

контрапозиции

7

противоположности

8

пронесения кванторов

27

рефлексивности

8

симметричности

8

тождества

 

7

транзитивности

8

удаления квантора

27

упрощения

 

7

зона активная

86

 

И

 

 

импликация

 

4, 25

предикатов

 

22

инвариант цикла

 

36

интенсионал

 

20

интерпретация

 

 

формулы

 

25

процедурная клауз Хорна

46, 48

формальной

теории

15

К

 

 

квантор

 

 

всеобщности

 

23

существования

23

класс

 

 

NP-полных задач

91

задач P и NP

 

88

функций, вычислимых

 

по Тьрингу

73

ЧР-функций

 

73

класс P-языков

87

клауза

 

40

Хорна

 

46

конституента

 

 

единицы

 

13

нуля

 

14

конъюнкция

 

4, 25

183

предикатов

 

21

элементарная

 

13

конфигурация машины

 

 

Тьюринга

 

62

Л

 

 

логика

 

 

высказываний

3

 

клаузальная

 

40

классическая

 

37

модальная

 

54

нечеткая

 

57

предикатов

 

17

пропозициональная

 

3

стандартная

 

37

темпоральная

 

57

Хоара

 

28

М

 

 

массовость

 

59

машина

 

 

вывода

 

46

самоприменимая

 

83

Тьюринга

 

61

детерминированная

86

недетерминированная

88

метод

 

 

Геделя

 

81

резолюций

 

46

множество

 

 

истинности

 

20

нечеткое

 

56

рекурсивное

 

82

рекурсивно-перечислимое

82

Н

 

 

неразрешимость алгоритмическая

59

нотация предикатов

 

 

инфиксная

 

38

префиксная

 

37

нумерация машин Тьюринга

81

О

 

 

объединение

 

18

оператор

 

 

возможности

 

54

минимизации

 

71

модальный

 

54

необходимости

 

54

подстановки

70

примитивной рекурсии

69

операция

 

минимизации

74

рекурсии

73

суперпозиции

73

отношение

 

бинарное

19

логического следования

12

отрицание

4, 25

предиката

21

П

 

переменная

 

индивидная

3

предметная

17, 24

связанная

24

свободная

25

пересечение

18

подстановка согласующая

46

посылка

5

правило

 

вывода

14, 46

поглощения

10

склеивания

10

цепного заключения

8

предикат

19

выполнимый

20

равносильный

20

тождественно истинный

20

тождественно ложный

20

проблема останова

60, 83

программа логическая

46

произведение декартово

18

Р

 

разность множеств

18

разрешимость алгоритмическая

59

результативность

59

рекурсия

69

С

 

сводимость полиномиальная

90

с.д.н.ф.

14

система рекурсивных функций

74

сигнум и антисигнум

71

следствие

5

102

предиката

 

20

сложность временнáя

 

86

способ кодирования

86

 

степень декартова

 

19

схема ветвей и границ

 

98

Т

 

 

тавтология

 

6

"тезис Черча"

 

60

теорема

 

15

теория

 

 

алгоритмов прикладная

60

полная

14

 

противоречивая

 

15

формальная

 

14

терм

 

39

трассировка

 

29

Ф

 

 

формула

 

 

атомарная

 

39

Блейка – Порецкого

 

10

исчисления высказываний

6

истинная при любой

 

 

интерпретации

 

27

исчисления предикатов

24

ложная при любой

 

 

интерпретации

 

27

общезначимая

 

27

правильно построенная

14

противоречивая

 

27

равносильная

 

9

тождественно истинная

6

функция

 

 

константы ноль

 

70

общерекурсивная

 

72

примитивно-рекурсивная

70

программная

 

29

словарная

 

63

следования

 

70

частично-рекурсивная

72, 75

характеристическая

 

82

Ц

 

 

цикл гамильтонов

 

99

Э

 

 

эквивалентность

 

5, 25

предикатов 22

Я

язык

над алфавитом

86

логического

 

программирования48

 

NP-полный

91

Prolog

48

103

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. Логика высказываний ……………………………………. 3

1.1.Логические операции над высказываниями .....………. 3

1.2.Составные высказывания ……………………………… 5

1.3.Основные тавтологии ........................…………… ……..6

1.4.Равносильные формулы .......................…………… ……9

1.5.Логическое следование ......................…………………..12

1.6.Логические функции ……………………………………13

1.7.Формальные теории и исчисление высказываний …… 14 Глава 2. Логика предикатов ……………………………………….. 17

2.1.Основные понятия теории множеств …………………..17

2.2.Определение предиката ………………………………… 19

2.3.Операции над предикатами ……………………………. 21

2.4.Логические операции квантификации ………………… 23

2.5.Исчисление предикатов ……………………………….. 24

2.6.Логика доказательства правильности алгоритмов

и программ ………………………………………………28

Глава 3. Варианты логики и логическое программирование …...37

3.1.Стандартная логика ……………………………………. 37

3.2.Клаузальная логика …………………………………….. 40

3.3.Логическое программирование ………………………..45

3.4.Prolog - язык логического программирования ………..48

3.5.Другие варианты логики ………………………………. 54 Глава 4. Элементы теории алгоритмов ………………………….. 59

4.1.Понятие алгоритма ……………………………………. 59

4.2.Машина Тьюринга ……………………………………… 61

4.3.Элементы теории рекурсивных функций ……………. 69

4.4.Эквивалентность алгоритмических систем ………….. 73

4.5.Универсальные машины Тьюринга

и алгоритмическая разрешимость ……………………

81

Глава 5. Эффективность алгоритмов …………………………….

85

5.1. Переборные задачи и сложность вычислений ………

85

5.2.Классы задач P и NP ………………………………….. 87

5.3.Класс NP-полных задач ……………………………….. 90

5.4.Труднорешаемые задачи ……………………………… 97

Литература …………………………………………………………. 100 Предметный указатель ……………………………………………. 101

Анкудинов Георгий Иванович Анкудинов Иван Георгиевич Петухов Олег Александрович

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ ЛОГИКА И ТЕОРИЯ АЛГОРИТМОВ

Учебное пособие

Редактор И.Н.Кочугина

Сводный темплан 2003 г.

Лицензия ЛР №020308 от 14.02.97

Подписано в печать

Формат 60 x 84 1/16

Б. кн.-журн.

П.л. 5,75

Б.л. 2,875 РТП РИО СЗТУ.

 

Тираж 200

Заказ

Северо-Западный государственный заочный технический университет

РИО СЗТУ, член Издательско-полиграфической ассоциации вузов Санкт-Петербурга

191186, Санкт-Петербург, ул.Миллионная, 5

2