- •Одеса Наука і техніка 2006
- •Розділ 1. Теорія множин і алгебраїчних систем
- •1.1. Основні поняття і завдання множин
- •1.2. Операції над множинами. Формули. Тотожності
- •1.3. Доведення тотожностей. Булева алгебра множин
- •1.4. Узагальнення операцій. Подвійність
- •Спісок літератури: Основна
- •2.1. Рівняння
- •2.2. Покриття і розбивки
- •2.3. Потужність множин. Зчисленні і континуальні множини
- •Список літератури Основна
- •3.1. Упорядковані множини
- •3.2. Графіки
- •Список літератури Основна
- •4.1. Відповідності
- •4.2. Образи і прообрази
- •4.3. Відображення і діаграми
- •Список літератури Основна
- •5.1. Основні поняття відношень
- •5.2. Множинні операції відношень
- •Список літератури Основна
- •6.1. Перестановка, ототожнення, приписування фіктивної координати
- •6.2. Згортка де Моргана, суперпозиція
- •Список літератури Основна
- •7.1. Успадковані властивості відношень
- •7.2. Спеціальні властивості відношень
- •Список літератури Основна
- •8.1. Еквівалентність
- •8.2. Порядок
- •8.3. Толерантність
- •8.4. Квазіпорядок
- •Список літератури Основна
- •9.1. Замикання відношень
- •9.2. Спеціальні функції
- •9.2.1. Підстановки
- •9.2.2. Послідовності
- •9.2.3. Функціонали
- •9.2.4. Функції, що зберігають алгебраїчні властивості
- •9.3. Операції
- •9.3.1. Загальні визначення операцій
- •9.3.2. Властивості операцій
- •Список літератури Основна
- •10.1 Композиція об'єктів
- •10.2. Внутрішній закон композиції
- •11.1 Алгебраїчні системи (моделі)
- •11.2. Групи підстановок і кільце множин
- •Розділ II. Комбінаторика
- •12.1. Вибірка елементів
- •12.2. Правило суми і добутку
- •12.3. Перестановки
- •12.4. Сполучення
- •12.5. Рекурентні співвідношення
- •12.6. Біном Ньютона
- •Список літератури Основна
- •13.1. Поліноміальні твірні функції
- •13.2. Експонентні твірні функції
- •13.3. Принцип включення і виключення
- •13.4. Розбивки
- •Список літератури Основна
- •Розділ III. Графи
- •14.1. Основні визначення
- •14.2. Способи представлення графів
- •Список літератури Основна
- •15.1. Основні визначення (продовження)
- •15.2. Зважені (відзначені) графи
- •Список літератури Основна
- •16.1. Операції над графуми
- •16.2. Властивості базових операцій над графами
- •Список літератури Основна
- •17.1. Чисельні характеристики графів
- •17.1.1. Ступінь вершин
- •17.1.2. Цикломатичне число
- •17.1.3. Хроматичне число
- •17.1.4. Множина внутрішньої стійкості
- •17.1.5. Множина зовнішньої стійкості
- •17.2. Представлення графів у пам'яті еом
- •Список літератури Основна
- •Розділ IV. Скінченні автомати
- •18.1. Абстрактний автомат
- •18.2. Способи завдання автоматів
- •18.2.1. Табличний спосіб
- •18.2.2. Графічний спосіб
- •18.3. Розширення функцій і
- •Список літератури Основна
- •19.1. Синхронні й асинхронні автомати
- •19.2. Асинхронні автомати, що тактуються
- •19.3. Перетворення автоматів Мілі і Мура
- •19.3.1. Перетворення автомата Мура в автомат Мілі
- •19.3.2. Перетворення автомата Мілі в автомат Мура
- •19.4. Сполучена модель автоматів – с-автомат
- •Список літератури Основна
- •20.1. Композиція автоматів
- •20.1.1. Рівнобіжне з'єднання
- •20.1.2. Послідовне з'єднання двох автоматів
- •20.1.3. З'єднання зі зворотним зв'язком
- •20.2. З'єднання автоматів з вихідною функцією
- •Список літератури Основна
- •21.1. Мережі автоматів
- •21.2. Еквівалентні автомати мережі
- •Список літератури Основна
- •Розділ V. Булева алгебра
- •22.1. Логічні функції
- •22.2. Булеві функції
- •22.3. Логічні формули
- •Список літератури Основна
- •23.1. Способи завдання булевих функцій
- •23.1.1. Табличний спосіб
- •23.1.2. Аналітичний спосіб Нормальні форми
- •23.1.3. Геометричний спосіб
- •23.1.4. Чисельний спосіб
- •23.2. Приведення формул булевої алгебри до досконалої форми
- •Список літератури Основна
- •24.1. Булева алгебра
- •24.2. Спрощення запису формул
- •24.3. Подвійність формул булевої алгебри
- •24.4. Булева алгебра множин
- •Список літератури Основна
- •25.1. Алгебра Жегалкіна
- •25.2. Типи булевих функцій
- •25.3. Функціональна повнота
- •25.4. Логічні (перемикальні) схеми
- •25.5. Канонічна задача синтезу логічних схем
- •Список літератури Основна
- •26.1. Графічний метод мінімізації булевих функцій
- •26.2. Табличний метод мінімізації
- •Список літератури Основна
- •27.1. Аналітичні методи мінімізації
- •27.1.1. Комплекс кубів
- •27.1.2. Постановка задачі
- •27.2. Метод Квайна
- •27.3. Алгебраїчний метод одержання мінімального покриття (алгоритм Петрика)
- •Список літератури Основна
- •28.1. Метод Квайна-МакКласкі
- •28.2. Мінімізація частково визначених функцій
- •Список літератури Основна
- •29.1 Основні визначення
- •29.2 Інтервальне представлення в матричній формі
- •29.3. Спрощення днф за матричною формою Закревського
- •30.1. Формулювання алгоритму побудови максимальних інтервалів для точки
- •30.2. Алгоритм для днф
- •30.3. Метод Блейка
- •31.1. Основні визначення
- •32.2. Використання системи булевих функцій для синтезу кс
- •31.3 Точний метод мінімізації систем булевих функцій Барті-Полянського
- •31.4. Інтуїтивний метод спрощення системи днф за матричною формою
- •32.1. Інтервальне представлення в еом
- •32.2. Основні операції над інтервальним представленням
- •33.1. Використання операцій інтервального представлення
- •33.2. Метричні властивості диз'юнктивної нормальної форми
- •34.1 Булеві рівняння
- •34.2. Булеві нерівності
- •34.3. Спільні системи нерівностей і рівнянь
- •35.1. Властивості булевой різниці
- •35.2. Методи знаходження булевой різниці
- •35.3. Подвійна булева різниця
- •35.4. Булеві похідні й диференціали
- •36.1. Висловлення предикатів
- •36.2. Логіка предикатів
- •36.3. Правила застосування кванторів
- •Список літератури Основна
- •Список літератури
- •Вступ 3
- •1. Теорія множин і алгебраїчних систем 4
- •2. Комбінаторика 65 Лекція 12. Комбінаторика. Базові методи 65
- •3. Графи 78
- •4. Скінченні автомати 101
- •5. Булева алгебра 123 Лекція 22. Булеві функції 123
Список літератури Основна
Новиков Ф.А. Дискретная математика для программистов. – СПб.: Питер, 2001. - С.148-157.
Сигорский В.П. Математический аппарат инженера. – К.: Техника, 1975. - С.174-182.
Иванов Б.Н. Дискретная математика. Алгоритмы и программы: Учебное пособие. – М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - С.39-49, 53-66.
Додаткова
Новоселов В.Г., Скатков А.В. Прикладная математика для инженеров-системотехников. Дискретная математика в задачах и примерах. – К.: Учебно-методический кабинет высшего образования, 1992. - С.47-55.
Горбатов В.А. Основы дискретной математики. – М.: Высш.шк., 1986. - С.13-20.
Биркгоф Г., Барти Т. Современная прикладная алгебра. – М.: Мир, 1976. - С.25-29.
Для практичних занять
Методичні вказівки і завдання до контрольних робіт з дисципліни «Основи дискретної математики» для студентів очної та заочної форм навчання фахів 6.0804, 6.0915 / О.М. Мартинюк. – Одеса: ОНПУ, 2001. – С.23-24.
Гаврилов Г.П., Сапоженко А.А. Сборник задач по дискретной математике. – М.: Наука, 1973. - С.249-281.
Розділ III. Графи
Лекція 14. Визначення і представлення графів
Вступ
Лекція має за мету навести базові визначення і поняття теорії графів. Розглянути висловлення, визначення та компоненти графів, неорієнтовані та орієнтовані графи, спеціальні види графів, способи завдання неорієнтованих та орієнтованих графів. Звернено увагу до визначення ізоморфних графів.
У лекції присутні два підрозділи:
Основні визначення
Способи представлення графів
14.1. Основні визначення
Графи є зручною формою представлення структур обчислювальних систем і процесів, що у них відбуваються.
Визначення. Множина вершин Х, що зв'язані між собою множиною ребер V, називається графом і позначається G = <X,V>.
Приклад. Граф (рис. 14.1) G = <{x1, x2, x3, x4}, {v1, v2, v3, v4, v5}>
Рис. 14.1. Граф як пара множин
Наведене визначення є описовим – по ньому не можна побудувати графу, у зв'язку з чим можна дати більш формальне визначення.
Визначення. Граф G – це двійка вигляду G = < X, Г >, де Х – множина вершин графу, Г – відповідність, що відбиває множину вершин Х саме в себе.
Однак поняття графу ширше поняття відповідності, тому що за допомогою останнього не можна задавати строго рівнобіжних дуг.
Приклад. Граф (рис. 14.2) тільки з нестрого рівнобіжними дугами (ліворуч) представляється другим визначенням G=<{x1, x2}, {(x1, x2), (x2, x1)}>, але графи з рівнобіжними дугами і ребрами – ні (праворуч).
Друге визначення дозволяє не тільки описувати, але і задавати графи з точністю до строго рівнобіжних дуг і рівнобіжних ребер.
Орієнтоване ребро графу називається дугою. Граф з орієнтованими ребрами називається орграфом. Якщо пара вершин з'єднана двома чи більшою кількістю дуг, то такі дуги називаються рівнобіжними.
Рис. 14.2. Графи з не строго рівнобіжними дугами і рівнобіжними ребрами
Дві рівнобіжні дуги, однаково спрямовані стосовно вершин, називаються строго рівнобіжними, рівнобіжні дуги, протилежно спрямовані стосовно вершин, називаються нестрого рівнобіжними, дуга (ребро), що виходить і входить у ту саму вершину, називається петлею, не строго рівнобіжні дуги заміняються ребром.
Рис. 14.3. Строго рівнобіжні і не строго рівнобіжні дуги, ребро, отримане з нестрого рівнобіжних дуг, і петля
Граф, що містить тільки ребра, називається неорієнтованим, граф, що містить як дуги, так і ребра, називається змішаним.
Рис. 14.4. Неорієнтований граф, орграф і змішаний граф
Для неорієнтованого графу число ребер, що зв'язані з вершиною хі, називається ступенем вершини G(хі), причому петля враховується двічі.
Для орієнтованого графу G=<X, Г> число дуг, що входять у вершину хі, називається напівступенем заходу р(хі)
xi (p(xi) Г-1 (xi)),
число дуг, що виходять з вершини xi - напівступенем виходу s(xi)
xi (s(xi) Г (xi)).
Для неорієнтованого графу рівнобіжні ребра називаються кратними, для орієнтованого графу строго рівнобіжні ребра називаються кратними. Граф без петель і кратних ребер називається простим чи звичайним. Граф без петель, але з кратними ребрами називається мультиграфом, граф, що містить кратні ребра і петлі, називається псевдографом.
Рис. 14.5. Мультиграф і псевдограф
Граф, що не має ребер, усі вершини якого ізольовані, називається порожнім чи нуль-графом. Простий граф, у якому дві будь-які вершини з'єднані ребром, називається повним.
Рис. 14.6. Повний граф
Якщо вершини Х простого графу допускають таку розбивку на дві непересічних підмножини Х1 і Х2 (Х1 Х2 = і Х1 Х2 =Х), що не мають ребер, які з'єднують вершини тої самої підмножини, то він називається двочастковим чи біграфом.
Приклад. Біограф (рис. 14.7), у якому X = {x1, x2, x3, x4, x5, x6}, X1 = {x1, x2, x3}, X2 = {x4, x5, x6}
Рис. 14.7. Двочастковий граф (біграф)
Граф, ступені вершин якого однакові і рівні “r”, називається однорідним, чи регулярним r-го ступеня.
Рис. 14.8. Однорідні графи
Дві вершини xi і xj X графу G = <X, V> називають суміжними, якщо вони з'єднані ребром vk V. Для неорієнтованого графу суміжним вершинам відповідає дві пари <xi, xj> і <xj, xi>, для орграфу це пари <xi, xj>, причому xi - початок дуги, xj - кінець дуги. Вершина xi і ребро (дуга) vk інцидентні, якщо ребро (дуга) входить (виходить) з вершини xi.