Systèmes logiques
Pourquoi utilise-t-on le même symbole pour une proposition et sa valeur de vérité ?
Car dans une ligne de table de vérité, le symbole de la proposition (ex : p) représente directement sa valeur. Par exemple, si p = Vrai, on écrira simplement p = V.
Code binaire → Code Gray (réfléchi)
| Élément | Forme logique | Formulation en français |
|---|---|---|
| Proposition | p |
« Le feu est rouge » |
| Contradiction | ¬p |
« Le feu n’est pas rouge » |
| Assertion | p affirmé vrai |
« Il est vrai que le feu est rouge » |
Important : Une interrogation (ex. : « Est-ce que 2 est un nombre pair ? ») ne peut pas être utilisée dans un raisonnement logique formel car elle ne possède pas de valeur de vérité.
Logique positive et négative
- Logique positive : f(1) = 1 ; f(0) = 0
- Logique négative : f(0) = 1 ; f(1) = 0
Un espace est dit complet s’il ne présente aucun point manquant (pas de « trou »).
Écritures canoniques
Toute fonction booléenne peut être exprimée en forme canonique :
- SOP (Somme de produits) :
f = ¬A·B + A·¬B - POS (Produit de sommes) :
f = (A + B)(¬A + ¬B)
| Forme | Basée sur | Cas utilisés | Exemple |
|---|---|---|---|
| SOP | Minterms | f = 1 | ¬A·B + A·¬B |
| POS | Maxterms | f = 0 | (A + B)(¬A + ¬B) |
Toute fonction booléenne peut être construite à l’aide des trois opérations fondamentales : ET, OU, NON.
Ensembles logiques complets
Un ensemble d'opérateurs est complet s'il permet de créer toute fonction logique. Il est minimal complet si aucun élément ne peut être retiré sans perdre cette propriété.
| Ensemble | Complet ? | Minimal ? |
|---|---|---|
| { ET, OU, NON } | ✅ | ❌ |
| { NON, ET } | ✅ | ✅ |
| { NON, OU } | ✅ | ✅ |
| { NAND } | ✅ | ✅ |
| { NOR } | ✅ | ✅ |
Types de circuits
- Combinatoires : la sortie dépend uniquement des entrées
- Séquentiels : introduisent une mémoire et une horloge
Fonctions spécifiques
- Majorité : plus de la moitié des entrées valent 1
- Minorité : moins de la moitié des entrées valent 1
- Unicité : au plus une seule entrée vaut 1
Une fonction logique peut être représentée de plusieurs façons : comportement, équation, schéma, logigramme, circuit à contact, table de vérité, chronogramme, diagramme de Karnaugh. Parler du logigramme d’une fonction logique peut être un abus de langage. Associer directement un logigramme à une fonction logique donne donc l’impression qu’une fonction logique serait une séquence de traitement ou un algorithme, ce qui est inexact.
Simplification de fonctions logiques
- Méthode algébrique (lois de Boole, De Morgan)
- Méthode des tableaux de Karnaugh
- Méthode de Quine-McCluskey
Définitions de base
- Variable logique : symbole prenant deux états (0 ou 1)
- État logique : valeur (0/1 ou L/H)
- Fonction logique : combinaison de variables via des opérateurs
Un système informatisé ne peut comprendre que la présence ou l’absence d’une tension électrique, d’ou la notion de binaire.
Traduction fonction → circuit
- Compter les variables (entrées) et les sorties
- Identifier les opérateurs binaires utilisés
- Respecter la priorité des opérateurs : NON > ET > OU > XOR > ⇒ > ⇔
- Utiliser des parenthèses pour clarifier les bras d'opérations
- Chaque groupe de variables = un étage logique
Exemple : F3 = a + (¬a·¬b)
Concept d'aléa
Un aléa est un comportement temporairement incorrect d'une sortie dû à des retards de propagation dans un circuit logique.
Nombre total de fonctions logiques possibles
Il existe exactement 22n fonctions booléennes pour n variables.