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Sunday, 11 August 2024

Tableaux de KARNAUGH Présentation de la méthode: La méthode de KARNAUGH consiste à présenter les états d'une fonction logique, non sous la forme d'une table de vérité, mais en utilisant un tableau à double entrée. Cela permet d'éviter la simplification algébrique de la fonction. Chaque case du tableau correspond à une combinaison des variables d'entrées, donc à une ligne de la table de vérité. Le tableau de Karnaugh aura autant de cases que la table de vérité possède de lignes. Les lignes et les colonnes du tableau sont numérotées selon le code binaire réfléchi, donc chaque fois que l'on passe d'une case à l'autre, une seule variable change d'état. On peut numéroter les cases pour que ce soit plus facile à remplir, mais attention à l'ordre de numérotation! Tableau de Karnaugh à 2 variables d'entrée: Tableau de Karnaugh à 3 Tableau de Karnaugh à 4 I). Comment remplir le tableau: A partir de la table de vérité, on inscrit dans les cases les 0 et les 1 de la fonction, en respectant les états des variables d'entrée, dans l'ordre de la table de vérité.

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Nous avons vu que les règles et propriétés de l'algèbre de Boole permettent de simplifier les expressions logiques d'une fonction. Cette procédure est cependant relativement lourde et ne permet jamais de savoir si l'on aboutit à une expression minimale de la fonction ou pas. La méthode dite du tableau de Karnaugh allège et simplifie le travail du logicien. La méthode inventée par Karnaugh Nous pourrons utiliser la méthode du tableau de Karnaugh. Dans le cas de deux variables binaires, nous avons quatre possibilités (ou combinaisons) à envisager que nous traduisons sous la forme de la table de vérité suivante: A chaque combinaison des variables est associée une valeur de la fonction. Principes de simplification L'idée de KARNAUGH est d'associer une surface à chaque combinaison des variables, en adoptant la représentation suivante: Nous disposons donc de 4 cases correspondant aux 4 combinaisons de variables. La case 1 correspond à la combinaison a = 0 et b = 0 ⇒ ( a. b) La case 2 correspond à la combinaison a = 1 et b = 0 ⇒ (a ⋅ b) La case 3 correspond à la combinaison a = 0 et b = 1 ⇒ ( a ⋅ b) La case 4 correspond à la combinaison a = 1 et b = 1 ⇒ (a ⋅ b) Dans chacune de ces cases sera inscrite la valeur de la fonction pour la combinaison de variables correspondant à cette case.

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Le produit [ modifier | modifier le code] Cette méthode ne regroupe pas les « 1 » mais les « 0 », pour trouver non pas une somme de produits mais un produit de sommes. En regroupant les 0, on trouve S' sous forme d'une somme, et par complémentation, on obtient S sous forme de produit. Ici, en regroupant les 0 de S (ou 1 de S') on obtient S' = C'D'+ B'D', le premier terme regroupant la 1 re colonne, et le second les 4 coins. Donc, par la règle de De Morgan, S = (C+D)·(B+D): S est maintenant vu comme l'intersection de C+D, qui représente les colonnes 1 à 3, et de B+D, qui représente le carré total hormis les 4 coins [ 1]. Utilisation [ modifier | modifier le code] Les tables/tableaux de Karnaugh sont surtout utilisé(e)s en électronique. En effet, la simplification de l'expression algébrique booléenne permet d'économiser des opérateurs logiques ( portes logiques) et donc des circuits. Elle engendre aussi une économie de temps de conception et de fonds, tout en augmentant la fiabilité de l'ensemble.

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Si, dans notre exemple, 10 cas sont définis sur 16, alors 2^6 = 64 fonctions complètement déterminées sont compatibles avec notre fonction, et toute réalisation d'une fonction compatible pourra être employée comme réalisation de la fonction incomplète visée. Sur les autres projets Wikimedia: Utilisation de la table de Karnaugh

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En programmation, l'utilisation des tables de Karnaugh permet de réduire les séquences de conditions de test complexes en les regroupant en des conditions non intuitives au premier abord, mais qui réduisent la complexité effective du code (volume du source), ainsi que son temps d'exécution en réduisant le nombre des évaluations nécessaires. Extension aux fonctions partiellement définies [ modifier | modifier le code] Parfois la fonction à réaliser n'est que partiellement définie. Par exemple, si une fonction dépend de 4 variables représentant le codage binaire d'un chiffre décimal, seuls 10 cas sont définis sur 16. Alors, les cases non définies reçoivent une marque spéciale différente de 0 et de 1 (par exemple x ou Φ), et deviennent annexables aux points employés sans l'être aux points à réaliser. On peut donc trouver des solutions plus simples, moins coûteuses, car les cas indéfinis font partie des possibilités sans faire partie des points nécessaires. Si, dans notre exemple, 10 cas sont définis sur 16, alors 2^6 = 64 fonctions complètement déterminées sont compatibles avec notre fonction, et toute réalisation d'une fonction compatible pourra être employée comme réalisation de la fonction incomplète visée.

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En regroupant les 0, on trouve S' sous forme d'une somme, et par complémentation, on obtient S sous forme de produit ( produit de somme). J'ai testé la version gratuite 1. 1. Pour l'installer sur votre Smartphone ou sur votre tablette, vous avez besoin de la version Android 3 ou une version ultérieure. Vous pouvez la télécharger en cliquent ici. L'application Android " FLX Karnaugh " est gratuite et comme toute application de ce genre, vous recevrez de temps en temps de la publicité, mais elle ne gêne en rien son utilisation. Pour présenter les fonctionnalités de l'application " FLX Karnaugh " j'utiliserai l'épreuve de Mathématiques pour l'informatique Session 2013 Métropole du BTS Services Informatiques aux Organisations. Cette épreuve de 2 heures comportée 3 partie, nous nous concentrons ici sur uniquement la première partie. Cette épreuve de 2 heures comportée 3 partie. Nous nous concentrons ici sur uniquement le premier exercice. Vous pouvez télécharger en cliquant ici. Exercice 1 (6 points) Le directeur des ressources humaines (DRH) d'une mairie doit recruter une personne pour un travail concernant la circulation des voitures dans le centre-ville.

Calcul booléen (algèbre de Boole) Je propose d'utiliser un outil que je vous ai déjà présenté dans d'autres billets à savoir Wolfram Alpha à l'adresse suivante: La procédure est relativement simple. Saisissez votre expression booléen dans la barre de saisie de Wolfram alpha. Notation: or = fonction logique OU and = fonction logique ET ~ = fonction NON L'outil en ligne vous renvoie comme résultats: La table de vérité (truth table); Notation: "T" = "True" = "1" et "F"= "False" = "0" L'équation simplifiée (DNF); NB: cliquer sur le bouton "text notation" pour afficher les fonctions logiques. etc… Par les deux méthodes, on obtient bien le même résultat: E = a. b + c Écrire une phrase donnant les conditions de recrutement correspondant à la simplification précédente de l'expression booléenne E. La personne possède des connaissances informatiques (a=1) et de l'expérience dans le domaine concerné (b=1) OU a suivi un stage de formation spécifique (c=1). Pour approfondir cette notion, et développer vos compétences vous pouvez consulter cette ouvrage.

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