Algebra

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La classificazione dell’algebra secondo Nesselmann (1842)

La notazione usata per scrivere l’algebra ha conosciuto tre fasi storiche di  sviluppo:

  • l’algebra retorica, nella quale il testo di matematica non differisce, nella forma,  da un normale brano di prosa letteraria:  non vi compaiono simboli, ma solo parole. La matematica si scrive esattamente come la si leggerebbe ad alta voce. Ciò è quanto avveniva agli albori, nella matematica babilonese ed egizia. Successivamente altri autori continuarono la tradizione, fino all’era moderna:
  • Iamblico, filosofo greco  (ca. 245- ca. 325 d.C.), biografo e commentatore di Pitagora;
  • gli algebristi arabi e persiani, in particolare Al-Khuwarizmi.
  • Fibonacci ed altri matematici europei del tardo Medioevo,  come il tedesco Regiomontano (1436-1476), ma anche, in parte, Pacioli,  Cardano  e Tartaglia;

 

  • l’algebra sincopata, nella quale, pur continuando a prevalere la parola, compaiono abbreviazioni e simboli: è questo, ad esempio, il modo di scrivere di Diofanto, di Bombelli e di Vieta, oltre che della matematica indiana.
  • l’algebra simbolica, quella dei  nostri  giorni, in cui il linguaggio, ridotto a pochi segni essenziali, ha raggiunto un alto grado di  concisione.

 

Storia dell’algebra

Fonte: http://www.dm.uniba.it/ipertesto/nesselmann.doc

Sito web da visitare: http://www.dm.uniba.it

Autore del testo: non indicato nel documento di origine

Il testo è di proprietà dei rispettivi autori che ringraziamo per l'opportunità che ci danno di far conoscere gratuitamente i loro testi per finalità illustrative e didattiche. Se siete gli autori del testo e siete interessati a richiedere la rimozione del testo o l'inserimento di altre informazioni inviateci un e-mail dopo le opportune verifiche soddisferemo la vostra richiesta nel più breve tempo possibile.

 

 

ALGEBRA DI BOOLE

Fu definita inizialmente come modello matematico da applicare alle operazioni sugli insiemi a due soli valori: 0 e 1.
Fu utilizzata come strumento di calcolo di proposizioni logiche ( con valore vero-falso ).
E’ diventata la base teorica della tecnologia dei calcolatori digitali  (logici) in cui l’informazione è codificata, memorizzata , elaborata e trasmessa da componenti fisici che si possono trovare in ogni istante in due soli stati distinti cui si attribuiscono i valori 0 e 1. La forma e il significato di questi stati dipendono dal componente .

Concetti fondamentali

 

Insieme di valori : 0 e 1
Campo di applicazione delle operazioni : un insieme detto classe di elementi
che possono avere come valore solo 0 e 1.
Operazioni : OR ( + ) o somma binaria definita su due elementi della classe
AND( . ) o prodotto binario  “            “             “
NOT ( - ) o negazione definita su un solo elemento della classe.
= uguale è il simbolo che definisce l’uguaglianza di elementi della classe.
_
A denota il negato di A.
OR è inclusivo.

Tabelle di verità

 

Tabella di +                        Tabella di .             Tabella di -
_
+   A  B  A+B                      .  A  B  A.B            -   A    A
                                                          
0  0   0                          0  0   0                 0    1 
0  1   1                          0  1   0                 1    0
1  0   1                          1  0   0     
1  1   1                          1  1   1   

La tabella è un modello molto usato per rappresentare le funzioni logiche.
Gli elementi A e B sono detti variabili booleane o logiche.

Proprietà delle operazioni

 

Le operazioni di somma e prodotto godono delle proprietà commutativa e associativa. 
Il prodotto è distributivo rispetto alla somma.

          A.(B+C)= A.B + A.C

La somma è distributiva rispetto al prodotto.

          A + B.C = (A + B).(A + C)

Questa proprietà non esiste nell’algebra comune.

Elemento neutro per + è lo 0, per . è 1     A + 0 = A       A.1 = A
Elemento assorbente per + è 1 , per . è 0   A + 1 = 1       A.0 = 0

Per ogni elemento A valgono le uguaglianze:
_                     _
A + A = 1               A.A = 0

 

L’algebra  binaria di Boole è isomorfa all’algebra degli insiemi, sottoinsiemi di un insieme Universo e all’algebra delle proposizioni logiche.

Teoremi

Idempotenza:       A + A = A        A . A = A

Questo teorema è molto utile nella semplificazione di reti logiche.

             
=
Involuzione:  A = A

La doppia negazione si annulla.

 

Assorbimento:       A + A.B = A
A . ( A + B ) = A        forma duale

Dimostrare con tabelle di verità.

 

Teoremi di De Morgan

 

_____     _   _                          ___     _   _         
A + B  =  A . B          duale           A.B  =  A + B

 

Funzione  EX-OR               

 
Usata per la somma aritmetica e per individuare l’uguaglianza di
variabili logiche.

        A   B  A  B 
 



        0   0   0
        0   1   1
        1   0   1
        1   1   0 

 

OR qui è esclusivo.

 

Nella tecnologia elettronica digitale le operazioni logiche fondamentali
sono realizzate da componenti dette porte logiche ; è realizzata
solitamente anche la porta EX-OR , che però può essere realizzata anche
con una combinazione delle porte fondamentali.

In un calcolatore l’elemento elaborativo fondamentale cioè la CPU ha al suo interno un componente integrato combinatorio detto ALU che è una rete logica costituita da un gran numero di porte in grado di eseguire a comando ( di segnali ricavati dalle istruzioni del linguaggio macchina) un gran numero di operazioni logiche su dati binari multipli.

Fonte: http://www.galileicrema.it/intraitis/documenti/MaterialeDidattico/NoteAlgebra%20Boole.doc

Sito web da visitare: http://www.galileicrema.it

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