Кіріспе
Математикалық логикадағы ұғым Логикада логикалық байланыстардың немесе Буль операторларының функционалдық толық жиынтығы - бұл жиынның мүшелерін Буль өрнегіне біріктіру арқылы барлық мүмкін шындық кестелерін білдіруге болатын жиын. Байланыстылардың толық жиынтығы - бұл жеке жиынтықтардың әрқайсысы және функционалдық жағынан толық. Алайда, жиын толық емес, өйткені ол НЕТ-ті білдіре алмайды. Функционалдық жағынан толыққанды қақпаны (немесе қақпалар жиынтығын) әмбебап қақпа (немесе қақпалар жиынтығын) деп те атауға болады. Пропозициялық логика жағдайында функционалдық толық байланыстырушы сөздердің жиынтығы (экспрессивті) адекват деп те аталады. Цифрлық электроника тұрғысынан алғанда, функционалдық толықтығын әрбір мүмкін логикалық қақпасы жиынтықта белгіленген типтегі қақпалар желісі ретінде жүзеге асырылуы мүмкін дегенді білдіреді. Әсіресе, барлық логикалық қақпалар тек қана екілік NAND қақпаларынан немесе тек қана екілік NOR қақпаларынан құрастырылуы мүмкін.
In logic, a functionally complete set of logical connectives or Boolean operators is one that can be used to express all possible truth tables by combining members of the set into a Boolean expression. A well known complete set of connectives is Each of the singleton sets and is functionally complete. However, the set is incomplete, due to its inability to express NOT. A gate (or set of gates) that is functionally complete can also be called a universal gate (or a universal set of gates). In a context of propositional logic, functionally complete sets of connectives are also called (expressively) adequate. From the point of view of digital electronics, functional completeness means that every possible logic gate can be realized as a network of gates of the types prescribed by the set. In particular, all logic gates can be assembled from either only binary NAND gates, or only binary NOR gates.
Кіріспе
Логикаға қатысты қазіргі заманғы мәтіндер, әдетте, байланыстырушылардың кейбір кіші топтарын примитив ретінде қабылдайды: жалғау; ажырату; теріске шығару; материалдық шартты; және мүмкін екі шартты. Егер қажет болса, оларды осы примитивтер тұрғысынан анықтап, қосымша байланыстыруларды анықтауға болады. Мысалы, NOR (дизъюнкцияның терістелуі, кейде белгіленеді) екі терістеудің бірігуі ретінде білдірілуі мүмкін: Сол сияқты, NAND (кейде белгіленеді) бірігудің терістелуі де, терістеу де ретінде анықталуы мүмкін. Әрбір екілік байланысты , яғни жиынтық функционалдық жағынан толық деп анықтауға болады. Алайда, ол артықшылықты қамтиды: бұл жиын функционалдық жағынан толық жиынтық емес, өйткені шартты және екі шартты басқа байланыстырушылар тұрғысынан анықтауға болады. Бұдан кіші жиынтық та функционалдық жағынан толық болады. (Оның функционалдық толықтығын Дисжунктивті қалыпты нысан теоремасы да дәлелдейді.) Бірақ бұл әлі де минималды емес, өйткені оны келесідей етіп анықтауға болады: Басқаша айтқанда, осыған ұқсас түрде анықтауға болады немесе мынадай түрде анықтауға болады: Бұдан әрі оңайлату мүмкін емес. Демек, құрамында және бірі бар екі элементті байланыстырушылар жиынтығы - .
Similarly, the negation of the conjunction, NAND (sometimes denoted as ), can be defined in terms of disjunction and negation. Every binary connective can be defined in terms of , which means that set is functionally complete. However, it contains redundancy: this set is not a minimal functionally complete set, because the conditional and biconditional can be defined in terms of the other connectives as
It follows that the smaller set is also functionally complete. (Its functional completeness is also proved by the Disjunctive Normal Form Theorem.) But this is still not minimal, as can be defined as
Alternatively, may be defined in terms of in a similar manner, or may be defined in terms of :
No further simplifications are possible. Hence, every two element set of connectives containing and one of is a minimal functionally complete subset of .
Ресми анықтама
Бульдік доменді ескере отырып, бульдік функциялар жиынтығы F fi: Bni → B егер негізгі функциялар fi арқылы құрылған B-дегі клон барлық функциялар f: Bn → B-ны қамтитын болса, барлық n ≥ 1 қатаң оң бүтін сандар үшін функционалдық жағынан толық болады. Басқаша айтқанда, жиынтық функционалдық жағынан толық, егер кем дегенде бір айнымалыны алатын әрбір Буль функциясы fi функциялары бойынша білдірілуі мүмкін болса. Кем дегенде бір айнымалының әрбір Буль функциясы екілік Буль функциялары арқылы көрсетілуі мүмкін болғандықтан, F егер және тек егер әрбір екілік Буль функциясы F функциялары арқылы көрсетілсе ғана функционалдық жағынан толық болады. Табиғи жағдай F-тен шығарылған клон барлық функциялардан тұрады f: Bn → B, барлық бүтін сандар үшін n ≥ 0. Алайда, жоғарыда берілген мысалдар осы күшті мағынада функционалдық жағынан толық емес, өйткені F-тің өзінде кем дегенде бір нөлдік функция болмаса, F-тің мәндерінде нөлдік функция, яғни тұрақты өрнекті жазу мүмкін емес. Осы қатаң анықтамамен, функционалдық жағынан ең кіші толық жиынтық 2 элементке ие болады. Тағы бір табиғи шарт F-пен бірге екі нөлдік тұрақты функциялармен бірге құрылған клонның функционалдық жағынан толық болуы немесе, баламалы түрде, алдыңғы абзацтың күшті мағынасында функционалдық жағынан толық болуы. Буль функциясының мысалы 1=S(x, y, z) = z, егер 1=x = y және 1=S(x, y, z) = x болса, бұл жағдай функционалдық толықтықтан қатаң әлсіз екенін көрсетеді.
A more natural condition would be that the clone generated by F consist of all functions f : Bn → B, for all integers n ≥ 0. However, the examples given above are not functionally complete in this stronger sense because it is not possible to write a nullary function, i. e. a constant expression, in terms of F if F itself does not contain at least one nullary function. With this stronger definition, the smallest functionally complete sets would have 2 elements. Another natural condition would be that the clone generated by F together with the two nullary constant functions be functionally complete or, equivalently, functionally complete in the strong sense of the previous paragraph. The example of the Boolean function given by 1=S(x, y, z) = z if 1=x = y and 1=S(x, y, z) = x otherwise shows that this condition is strictly weaker than functional completeness.
Басқа салалар
Логикалық байланыстырушылардан (Буль операторларынан) басқа, функционалдық толықтықты басқа да салаларда енгізуге болады. Мысалы, кері айналатын қақпалар жиыны функционалдық жағынан толық деп аталады, егер ол әрбір кері айналатын операторды білдіре алса. Фредкиннің 3 кіріс қақпасы - бұл функционалдық жағынан толық қайталанатын қақпа, ол жалғыз жеткілікті операторды қамтиды. Тоффоли қақпасы сияқты басқа да көптеген үш кіріс әмбебап логикалық қақпалар бар. Кванттық есептеуде Хадамард қақпасы мен Т қақпасы, функционалдық толықтығынан гөрі сәл шектеулі анықтамасы болса да, әмбебап болып табылады.
Жинақ теориясы
Жинақ алгебрасы мен Буль алгебрасы арасында изоморфизм бар, яғни олардың құрылымы бірдей. Егер біз бульдік операторларды жиын операторларына жатқызсақ, жоғарыда келтірілген мәтін жиындар үшін де жарамды: көптеген "жинақ теориясының минималды толық операторлары" бар, олар кез келген басқа жиынтық қатынастарды туғыза алады. Ең танымал "Минималды толық операторлық жиынтықтар" және Егер әмбебап жиынтыққа тыйым салынса, жиынтық операторлары жалғандықты (Ø) сақтаумен шектеледі және функционалдық толық Буль алгебрасына тең келмейді.