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卡诺图:化简的地图

10 分钟

公式化简,越化越没底

上一章我们用代数定理化简逻辑式,比如 A + A·B = A。但式子一复杂就抓瞎:到底化到头没有?有没有漏掉更省的写法?纯靠代数技巧,像在没有地图的城里找近路。1953 年,工程师卡诺给出了一张「地图」,让化简变成看图圈地。

卡诺图:真值表的二维画法

把真值表从竖排改成方格:两个变量是 2×2 的格子,三个变量 2×4,四个变量 4×4。关键技巧是相邻格子的编号按格雷码排列——横着或竖着走一步,只有一个变量翻转。这样一来,「只差一个变量的两行可以合并」这条代数规则,在图上就变成了「相邻的 1 可以圈在一起」。

圈地规则:越大越好,越多越好

把相邻的 1 按 2、4、8 个圈起来,圈里不变的变量留下、变化的扔掉,就是一个化简后的乘积项。圈必须含 2 的幂个格子、尽量大,所有 1 都要被圈到,允许重叠。照着规则圈完,最简式子几乎自动浮现——原本烧脑的化简变成了连小朋友都能玩的圈地游戏。

常见误区:卡诺图的边是「卷起来」的——最左和最右相邻,最上和最下也相邻。漏看卷边,就会错过最大的圈。

练一练:画出三变量卡诺图的格子编号(AB 作行、C 作列),说说为什么 00 旁边是 01 和 10,而不是别的。

小纸条

把 F=A·B+A·B′ 用卡诺图两格一圈的办法化简,说出结果。

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