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Exercícios de Lógica Proposicional: Funções Booleanas em Circuito Integrado, Notas de estudo de Informática

Um curso de engenharia de computação da utfpr, especificamente a disciplina de lógica para computação, com uma série de exercícios relacionados à lógica proposicional. Os exercícios abordam temas como a validação de silogismos, construção de tabelas-verdade, dedução natural, teoremas da lógica proposicional e a relação entre a lógica proposicional e a algebra de boole. O documento também inclui um exemplo de implementação de uma função booleana em hardware usando circuitos integrados cmos 4011.

Tipologia: Notas de estudo

Antes de 2010

Compartilhado em 14/12/2009

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Curso de Engenharia de Computa¸ao UTFPR
ogica para Computa¸ao (IF61B-S71)
Prof. Celso Kaestner 1aVerifica¸ao (24/04/2008)
(Esta prova ´e com consulta livre, mas ´e individual !)
1. (Valor 1,0 ponto) Indique a validade e a forma (termos, figura, dia-
grama) do silogismo:
Alguns estudantes de computa¸ao ao ao nerds;
Todos os nerds ao inteligentes;
Alguns estudantes de computa¸ao ao ao inteligentes.
2. (Valor 1,0 ponto) Adicione parˆenteses `a ormula pq(¬¬p ¬r),
explicitando claramente a ordem de precedˆencia dos conectivos. Em
seguida encontre, se poss´ıvel, uma valora¸ao Vque torna esta ormula
falsa.
3. (Valor 1,0 ponto) Construa a tabela-verdade para a ormula
q ¬(p ¬q)(¬pq), classificando-a quanto a satisfabilidade,
validade e falsidade.
4. (Valor 1,0 ponto) Escreva um texto de 5 a 8 linhas explicando o teo-
rema da dedu¸ao: Γ,A |=Bse e somente se Γ |=A→B.
5. (Valor 1,0 ponto) Prove por dedu¸ao natural:
pqr, ¬q ¬r` ¬r ¬p.
6. (Valor 1,0 ponto) Construa um tableau anal´ıtico que prove o teorema
`(¬((pr) ¬q)) (¬(pr) ¬¬q).
7. (Valor 1,0 ponto) Utilizando o algoritmo de Wang mostre que
pqr, q s, r s` ¬s ¬p.
8. (Valor 1,0 ponto) Encontre a forma normal conjuntiva equivalente
`a ormula pq(¬p ¬(qr)).
9. (Valor 1,0 ponto) Prove usando o princ´ıpio da resolu¸ao e refuta¸ao:
p(q ¬r)s, (p ¬r)q, p q`sr.
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Curso de Engenharia de Computa¸c˜ao – UTFPR

L´ogica para Computa¸c˜ao (IF61B-S71)

Prof. Celso Kaestner – 1a^ Verifica¸c˜ao (24/04/2008) (Esta prova ´e com consulta livre, mas ´e individual !)

  1. (Valor 1,0 ponto) Indique a validade e a forma (termos, figura, dia- grama) do silogismo:

Alguns estudantes de computa¸c˜ao n˜ao s˜ao nerds; Todos os nerds s˜ao inteligentes; Alguns estudantes de computa¸c˜ao n˜ao s˜ao inteligentes.

  1. (Valor 1,0 ponto) Adicione parˆenteses `a f´ormula p → q → (¬¬p ∨ ¬r), explicitando claramente a ordem de precedˆencia dos conectivos. Em seguida encontre, se poss´ıvel, uma valora¸c˜ao V que torna esta f´ormula falsa.
  2. (Valor 1,0 ponto) Construa a tabela-verdade para a f´ormula q → ¬(p ∧ ¬q) → (¬p ∨ q), classificando-a quanto a satisfabilidade, validade e falsidade.
  3. (Valor 1,0 ponto) Escreva um texto de 5 a 8 linhas explicando o teo- rema da dedu¸c˜ao: Γ, A |= B se e somente se Γ |= A → B.
  4. (Valor 1,0 ponto) Prove por dedu¸c˜ao natural: p → q ∧ r, ¬q → ¬r ` ¬r → ¬p.
  5. (Valor 1,0 ponto) Construa um tableau anal´ıtico que prove o teorema ` (¬((p → r) ∧ ¬q)) → (¬(p → r) ∨ ¬¬q).
  6. (Valor 1,0 ponto) Utilizando o algoritmo de Wang mostre que p → q ∨ r, q → s, r → s ` ¬s → ¬p.
  7. (Valor 1,0 ponto) Encontre a forma normal conjuntiva equivalente `a f´ormula p → q ∧ (¬p ∨ ¬(q → r)).
  8. (Valor 1,0 ponto) Prove usando o princ´ıpio da resolu¸c˜ao e refuta¸c˜ao: p → (q ∨ ¬r) → s, (p ∧ ¬r) → q, p ∧ q ` s ∨ r.
  1. (Valor 1,0 ponto) A L´ogica Proposicional pode ser diretamente rela- cionada a Algebra de Boole, base da eletrˆ´ onica digital. Dado um conjunto {p, q.. .} de vari´aveis booleanas de entrada, uma fun¸c˜ao booleana f retorna um valor booleano (0 ou 1) dependendo do valor das entradas. f pode ser associadaa formula em l´ogica proposicional, de modo que sua sa´ıda corresponde ao valor final da f´ormula obtido a partir dos valores atribu´ıdos `as vari´aveis de entrada (equivalente a uma linha da tabela-verdade correspondente). Uma quest˜ao importante ´e como implementar a fun¸c˜ao desejada em hardware. Muitos circuitos integrados implementam diretamente conec- tivos l´ogicos: por exemplo, o circuito integrado CMOS 4011 implementa quatro portas NAND como indicado na figura 1.

Figura 1: Circuito integrado CMOS 4011

Seja a fun¸c˜ao booleana a trˆes vari´aveis f (p, q, r) = p ∧ (r → q). Considerando-se que uma porta NAND equivale ao conectivo de Sheffer nega¸c˜ao conjunta (#):

  • como implementar a fun¸c˜ao f s´o com portas NAND?
  • quantos circuitos CMOS 4011 seriam necess´arios?
  • fa¸ca um diagrama correspondente ao circuito de f ;
  • qual o valor de sa´ıda para a entrada p = 1, q = r = 0?