逻辑运算
逻辑运算
逻辑运算
一、简介
逻辑运算是数字符号化的逻辑推演法，包括联合、相交、相减。
在图形处理操作中引用了这种逻辑运算方法以使简单的基本图形组合产生新的形体，并由二维逻辑运算发展到三维图形的逻辑运算。
由于布尔在符号逻辑运算中的特殊贡献，很多计算机语言中将逻辑运算称为布尔运算，将其结果称为布尔值。
二、基本概念
逻辑运算：在逻辑运算中，有与、或、非三种基本逻辑运算。
表示逻辑运算的方法有多种，如语句描述、逻辑代数式、真值表、卡诺图等。
三、逻辑运算符
在形式逻辑中，逻辑运算符或逻辑联结词把语句连接成更复杂的复杂语句。
1、逻辑“与”AND：指两个条件同时成立。
如“在家偷玩游戏”与“妈妈回家了”，可以将它们组成“在家偷玩游戏且妈妈回家了”。
2、逻辑“或”OR：指两个条件中的任意一个成立。
如“晚餐吃蛋糕”或“晚餐吃炸鸡”，可以组成“晚餐吃蛋糕或炸鸡，我会很开心”。
3、逻辑“非”NOT：指将原结果做相反的计算。
如条件“飞机飞行”，结果“下飞机”可以组成“飞机不飞行时，才能下飞机”。
四、各种编程语言中的逻辑运算符。
逻辑运算
三维图形
作用
效果 组成部分
作用
Boolean（布尔运算）通过对两个以上的物体进行并集、差集、交集的运算，从而得到新的物体形态。系统 提供了4种布尔运算方式：Union（并集）、Intersection（交集）和Subtraction（差集，包括A-B和B-A两种） 。
效果
物体在进行布尔运算后随时可以对两个运算对象进行修改操作，布尔运算的方式、效果也可以编辑修改，布 尔运算修改的过程可以记录为动画，表现神奇的切割效果。
表示方法
"∨"表示"或" "∧"表示"与". "┐"表示"非". "="表示"等价". 1和0表示"真"和"假" (还有一种表示,"+"表示"或", "·"表示"与"）
基本概念
基本概念
1.逻辑常量与变量：逻辑常量只有两个，即0和1，用来表示两个对立的逻辑状态。逻辑变量与普通代数一样， 也可以用字母、符号、数字及其组合来表示，但它们之间有着本质区别，因为逻辑常量的取值只有两个，即0和1， 而没有中间值。
组成部分
Boolean（布尔运算）的参数面板可分成三部分。 布尔运算练习模型:骰子 Pick Boolean（拾取布尔运算对象）卷展栏 该卷展栏用来拾取运算对象B。 在布尔运算中，两个原始对象被称为运算对象，一个叫运算对象A，另一个叫运算对象B。在建立布尔运算 前，首先要在视图中选择一个原始对象，这时Boolean按钮才可以使用。进入布尔运算命令面板后，单击Pick Operand B命令按钮来选择第二个运算对象。 ·Pick Operand B（拾取运算对象B）：单击该按钮，在场景中选择另一个物体完成布尔合成。其下的4个 选项用来控制运算对象B的属性，它们要在拾取运算对象B之前确定。 ·R e f e r e n c e （ 参 考 ） ： 将 原 始 对 象 的 参 考 复 制 品 作 为 运 算 对 象 B ， 以 后 改 变 原 始 对 象 ， 也 会 同 时 改 变 布 尔 物体中的运算对象B，但改变运算对象B，不会改变原始对象。 ·Copy（复制）：将原始对象复制一个作为运算对象B，而不改变原始对象。当原始对象还要作其他之用时 选用该方式。
基本逻辑关系及运算法则
2.几个常用的逻辑函数 下面介绍几个最常用的由“与”“或”“非”组成的 逻辑函数。 (1)“与非”逻辑函数。“与非”逻辑是“与”运算和 “非”运算的复合。先将输入逻辑变量A、B进行“与”运 算，再进行“非”运算，其逻辑表达式为
基本逻辑关系及运算法则
二、 逻辑变量和逻辑函数
(2)“或非”逻辑函数。“或非”逻辑是“或”运算和 “非”运算的复合。先将输入逻辑变量A、B进行“或”运 算，再进行“非”运算，其逻辑表达式为
汽车电工电子技术
基本逻辑关系及运算法则
一、 基本逻辑运算
1.“与”逻辑运算
当决定某一事件发生的所有条件都满足时， 结果才会发生，这种因果关系称为“与”逻辑关 系，如图6-2所示。
若把开关闭合作为条件，把灯亮作为结果， 则只有开关A、B都闭合时，灯F才会亮。若用逻 辑表达式来描述“与”逻辑，则可写成
一、 基本逻辑运算
2.“或”逻辑运算
在决定事件发生的所有条件中，只要有任意 一个满足，结果就会发生，这种因果关系称为“ 或”逻辑关系。如图6-3所示，开关A、B只要有 一个闭合，灯就亮；只有开关全部断开时，灯才 不亮。
基本逻辑关系及运算法则
一、 基本逻辑运算
2.“或”逻辑运算
基本逻辑关系及运算法则
1.逻辑代数的公理 0•0=00+0=0 0•1=00+1=1 1•0=0 1+0=1 1•1=1 1+1=1 若A≠0，则A=1；若A≠1，则A=0。
基本逻辑关系及运算法则
三、 逻辑代数的公理、定理和定律
2.定理和定律 (1)交换律：A•B=B•A；A+B=B+A。 (2)结合律：A•(B•C)=(A•B)•C； A+(B+C)=(A+B)+C。
程序设计中的逻辑运算
01 02
控制流程
在程序设计中，逻辑非运算常用于控制程序的执行流程。例如，在条件 语句中，可以使用逻辑非运算来反转条件的结果，从而实现不同的程序 分支。
数据筛选
在处理数据时，可以使用逻辑非运算来筛选出满足特定条件的数据。例 如，在查询数据库时，可以使用逻辑非运算来排除某些结果。
03
错误处理
在编写错误处理代码时，可以使用逻辑非运算来检测错误是否发生。例
逻辑与运算的示例
• 在C中，逻辑与运算可以这样使用
逻辑与运算的示例
```cpp bool a = true; bool b = false;
逻辑与运算的示例
• bool result = a && b; // result 的值为 false，因为只有当 a 和 b 都为 true 时， 结果才为 true。
如，如果某个函数返回错误代码，可以使用逻辑非运算来检查是否发生
了错误。
05 逻辑异或运算（XOR）
逻辑异或运算的定义
逻辑异或运算是一种二元运算符，用于比较两个操作数的值，并返回一个布尔值，表示这两个值是否 不相等。
在逻辑异或运算中，当两个操作数的值相等时，结果为假（false）；当两个操作数的值不相等时，结果为 真（true）。
逻辑与运算的示例
```
在Python中，逻辑与运算可以这样使用
逻辑与运算的示例
b = False
a = True
```python
01
03 02
逻辑与运算的示例
result = a and b # result 的值为 False，因为只有当 a 和 b 都为 True 时，结果才为 True。
在进行逻辑运算时，优先级高的运算 符会先于优先级低的运算符进行计算。 如果需要改变优先级，可以使用括号 来明确指定运算顺序。
逻辑运算法则
03
非门（NOT Gate）
• 非门是一种一元运算，表示为¬A
• 非门的功能是将输入的真变为假，将假变为真
逻辑门电路的设计与实现：晶体管与二极管电路
晶体管
• 晶体管是一种常用的半导体器件，可以用作开关和放大器
• 晶体管可以实现与门、或门和非门等逻辑门电路
二极管
• 二极管是一种半导体器件，具有单向导电性
• 逻辑门电路是数字电路的基础，广泛应用于电子设备中
逻辑运算在计算机科学中的应用
• 逻辑运算用于处理计算机中的逻辑操作
• 逻辑运算在计算机硬件和软件的设计中都起着重要作用
逻辑运算在编程语言中的应用
• 逻辑运算用于编写条件语句和循环语句
• 逻辑运算在算法和数据处理中有着广泛的应用
逻辑运算的历史发展：从布尔代数到现代逻辑电路
• 二极管可以实现或门和非门等逻辑门电路
逻辑电路的综合与优化：用逻辑代数表示电路设计
逻辑代数
电路综合
• 逻辑代数是一种用代数符号表示逻辑运算的方法
• 电路综合是一种将逻辑代数表达式转化为实际电路设计
• 逻辑代数可以用于分析和设计逻辑电路
的方法
• 电路综合可以用于优化逻辑电路的性能，提高电路的可
靠性
的便利
• 现代逻辑电路在计算机科学、通信技术等领域有着广泛的应用
02
逻辑运算的基本种类与性质
常见的逻辑运算：与、或、非、异或等
01
02
03
04
与运算（AND）
或运算（OR）
非运算（NOT）
异或运算（XOR）
• 与运算的逻辑表达式为：A
• 或运算的逻辑表达式为：A
• 非运算的逻辑表达式为：
a and b逻辑运算
a and b逻辑运算
a和b的逻辑运算包括与运算、或运算和非运算。
1. 与运算（AND）：当a和b都为真时，结果为真；否则结果为假。
用逻辑符号表示为a && b，也可以使用中文的“且”表示。
2. 或运算（OR）：当a或b中至少有一个为真时，结果为真；只有当a和b都为假时，结果才为假。
用逻辑符号表示为a || b，也可以使用中文的“或”表示。
3. 非运算（NOT）：对于一个布尔值a，非运算的结果是与其相反的值。
当a为真时，非运算的结果为假；当a为假时，非运算的结果为真。
用逻辑符号表示为!a，也可以使用中文的“非”表示。
这些逻辑运算在编程、电路设计和数学等领域都有广泛应用，可以帮助处理和判断不同条件下的逻辑关系。
数电中的逻辑运算
数电中的逻辑运算
数电中常见的逻辑运算有以下几种：
1. 与运算（AND）：当输入变量全部为1时，输出为1；否则输出为0。
2. 或运算（OR）：当输入变量中有至少一个为1时，输出为1；否则输出为0。
3. 非运算（NOT）：将输入变量取反，即输入为1输出为0，输入为0输出为1。
4. 异或运算（XOR）：当输入变量中有奇数个1时，输出为1；否则输出为0。
5. 同或运算（XNOR）：当输入变量中有偶数个1时，输出为1；否则输出为0。
以上逻辑运算都可以用逻辑门实现，如与门、或门、非门、异或门、同或门等。
在电路设计中，这些逻辑运算常常用于实现各种逻辑功能，如加法、减法、乘法、比较等。
基本逻辑运算.
已知 Y2 A B C D C 则
Y2 ( A B) C D C
七、逻辑代数中的基本运算法 则
A BC （2）先括号内再括号外 A ( B C )
（1）先乘后加 : （3）当变量名都是单字母（A B C D ) 表示时，乘法符号可以省略不写。 如：
A B C D
证：A B A B A( B B) A 15
A AB
A
推广
A A(
) A
证：A AB A(1 B) A
16
A AB
A B
证： A AB ( A A)( A B) A B
17
A ( A B) A
六、关于等式的三个规则
A
逻辑函数式
B E
Y
Y A B
逻 辑 符 号
A B
≥1
Y
3. 非逻辑： 只要条件具备，事件便不会发生；条件不具备， 事件一定发生的逻辑关系－－非逻辑关系。
R
真值表
灯Y
电源
开关A
A 0 1
Y 1 0
逻辑函数式
Y A
逻 辑 符 号
A
1
Y
2. 几种常用复合逻辑运算
(1) 与非逻辑
(NAND)
Y1 AB
(2) 或非逻辑
(NOR)
A B A B
&
Y1
Y1、Y2 的真值表
A B Y1 Y2 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0
≥1
Y2
Y2 A B
(3) 与或非逻辑
(AND – OR – INVERT)
Y3 AB CD
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逻辑运算
1和0表示“真“和“假“
一、与运算
“·”、“OR”“∧”、、“&”表示“与“。
相当于电路串联，两个数都为1，结果才为1，否则为0
二、或运算
“+”、“AND”“∨”、“|”表示“或“。
相当于并联电路。
两个数中只要有一个为1，结果就为1，否则为0
三、非运算
“NOT”、“┐”、“!”表示“非“。
位为0，结果为1，位为1，结果为0
四、与非运算NAND
与非,先与后非。
表达式为F = ^(A·B)。
五、或非运算NOR或非，先或后非。
六、与或非运算
表达式F = ^(AB+CD)
七、异或运算
“⊕”、“XOR”“^”、表示“异或“。
相当于两个开关在两处控制一个灯开关。
异或两个数位相同为0，不同为1
八、同或运算xnor
A B F = AB + AB
001
010
100
111
首先记住与、或、非操作。
与非、或非只需要先按照与、或判断，再非一下。
异或、与或关键词在于《异：不同》为1、《与：相同》为1。