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制作真值表

真值表很容易开始,也很容易漏掉一行而浑然不觉。

本页内容
  1. 怎样制作真值表?
  2. 例题
  3. 常见错误
  4. 自测
  5. 接下来学什么?

真值表(truth table)列出所有可能的输入组合,以及表达式或电路在每一种组合下的输出。有 n 个输入就有 2n 行,所以第一步永远是算出自己应该写多少行。

这一课建立在计算带括号的表达式之上,因为真值表的每一行就是一次计算。它属于布尔逻辑模块。

怎样制作真值表?

  1. 数输入个数并算出行数:2 个输入 = 4 行,3 个输入 = 8 行,4 个输入 = 16 行。
  2. 按二进制计数顺序写输入行,从全 0 开始,到全 1 结束。
  3. 为每个括号、NOT 或逻辑门输出加一列中间列。
  4. 一次填一列,从上到下,而不是一次填一行。这样方法最稳定。
  5. 最后检查行数。

输入列的小规律:最右边的输入按 0、1、0、1 交替。再左边一列两个两个交替,0、0、1、1。三个输入中最左边的一列四个四个交替,0、0、0、0、1、1、1、1。

例题

为 Q = (A AND B) OR NOT C 制作完整的真值表。

三个输入,所以 23 = 8 行。

ABCA AND BNOT CQ
000011
001000
010011
011000
100011
101000
110111
111101

完整检查其中一行:A = 1、B = 1、C = 1 时,计算是 (1 AND 1) OR NOT 1 = 1 OR 0 = 1。输出列依次是 1、0、1、0、1、0、1、1,共有五个 1 和三个 0。

常见错误

常见失误是只写看起来有意思的行,或者不小心重复了某一行。

**两个输入的错误表格:**只有 00、01、11 三行,漏了 10。

输出列只有三个值而不是四个,表格不完整。

纠正方法是先数行数,并在动输出列之前先写好所有输入列。两个输入时,永远写 00、01、10、11。

自测

1. 为 Q = (A OR B) AND NOT (A AND B) 制作真值表。

查看答案
ABA OR BA AND BQ
00000
01101
10101
11110

只有当两个输入不同时,输出才是 1。

2. 四个输入需要多少行?

查看答案

24 = 16 行。

3. 按 00、01、10、11 的顺序,写出 Q = A AND NOT B 的输出列。

查看答案

00:0 AND 1 = 0。01:0 AND 0 = 0。10:1 AND 1 = 1。11:1 AND 0 = 0。输出:0、0、1、0。

接下来学什么?

下一步,不看公式,改看图:解读简单的逻辑电路。布尔与数字表示实验室可以生成小表格,供你和自己的结果对照。

如果你平时能做对,却在时间紧张时漏行,我们的老师可以在一对一线上计算机科学补习中和你一起检查你的做题流程。

常见问题

真值表需要多少行?

行数等于 2 的输入个数次方。两个输入需要 4 行,三个输入需要 8 行,四个输入需要 16 行。如果你的表格行数比这少,就说明至少漏了一种输入组合,表格不完整。

每一步都需要一列吗?

最好每一步都写一列。为每个括号或逻辑门的输出加一列中间列,可以分别检查每一步。考试时它们也能显示你的方法,而且一个失误在中间列里比在一列拥挤的输出里更容易找到。

输入行应该按什么顺序写?

按二进制计数顺序写,三个输入就从 000 写到 111。这样不会重复,也不会漏掉任何组合。随意的顺序会让漏掉的行很难被发现,连你自己也看不出来。

资料来源

  1. Cambridge IGCSE Computer Science 0478 syllabus page

更新于:

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