функций N, зависящих от b переменных. Эти оценки могут быть получены в случае, если в ПФинформационные и настроечные переменные совпадают.При атом g = d и справедливы неравенстваd-bN(d;b)=2 Sd ( + 1; b+ 1) ³ Nb ( ),(3-11)Ndb ( ; ) = Sd ( + 2; b+ 2) - Sd ( + 1; b+ 2) ³ Nb ( ). (3-12)Объединение подфрагментов для получения остаточных функций. Если <strong>из</strong> d переменныхнастроечного поля b являются свободными, то с их помощью могут объединяться 2 b подфрагментовдлины 2 a . Номенклатура объединяемых подфрагментов зависит от вида операции настройки.Обозначим операцию объединения столбцов значений подфрагментов знаком *.Пример. Пусть задана булева функция от g = 2 переменных. Предположим, что а = 0, d = 2, b=1. Приэтом длина каждого подфрагментаТаблица 3-4Объединение подфрагментов при а = 0, d = 2, b=1x2x1F x2= 0 x2= 1 x1= 0 x1= 1 x2 = x1x2= x100110101ABCDAB----CDA-C--B-DA--D-BC-равна 2 a = 1, а их число 2 d = 4. Обозначим их буквами А, В, С, D. Выполняя операции настройки,получим шесть различных фрагментов, состоящих <strong>из</strong> 2 b = 2 подфрагментов (табл. 3-4):A* B; C* D;A* C;B* D;A* D;B*C.Предположим, что a = 1, d = 1, b = 0. При этом длина подфрагментов 2 a = 2, а их число 2 d = 2.Обозначим подфрагменты буквами G, К. Выполняя операции настройки, получим два фрагмента,совпадающих с соответствующими подфрагментами (2 b = 1) (табл. 3-5).Определим условия, при выполнении которых имеется возможность объединить любые 2 bподфрагментов ПФ <strong>из</strong> общего их числа 2 b в остаточную функцию таким образом, чтобы подфрагмент,имеющий меньший номер в столбце значений ПФ, был размещен в остаточной функции надподфрагментом с большим номером. Для того чтобы иметь возможность выполнить указанноеобъединение подфрагментов при использовании операций фиксации переменных константами иотождествлении переменных, необходимо выполнение соотношения2bNdb ( ; ) ³ C , (3-13)d2Объединение подфрагментов при a = 1, d = 1, b = 0x2x1F x2= 0 x2= 100110101G G -K - Kа при использовании также операции «Антиотождествление» требуется, чтобы выполнялосьсоотношение2bNdb ( ; ) ³ C .(3-14)d2Таблица 3-5Исследуем, при каких значениях b эти соотношения выполняются.Случай 1: b = 0. Использование операции фиксации переменных константами позволяет выбратьлюбой одиночный подфрагмент столбца значений ПФ. Действительно, <strong>из</strong> табл. 3-3 следует, что числонастроек при b = 0 равно 2 d .
Случай 2: b = 1. Использование двух операций — фиксации переменных константами иотождествления переменных — не позволяет объединить любую пару подфрагментов ПФ востаточную функцию так, чтобы подфрагменг с меньшим номером всегда размещался надподфрагментом с большим номером.Пусть задано настроечное поле ПФ <strong>из</strong> d переменных. Объединение любых двух <strong>из</strong> 2 dподфрагментов ПФ так, как это было указано выше, возможно2C2dспособами. С другой стороны,число различных вариантов настройки, объединяющих подфрагменты, которое обеспечивает этонастроечное поле для одной свободной переменной к при использовании указанных операций, наосновании (3-10) равноПри этом справедливость неравенстваNd ( ;1) = Sd ( + 2;3) - Sd ( + 1;3) . (3-15)2C d < Sd ( + 2;3) - Sd ( + 1;3)(3-16)2доказывает высказанное утверждение.2Пример. Пусть d = 3, тогда C 3 = 28. При этом, так как N(3, 2) = 19,2то не удается объединить любую пару подфрагментов ПФ в остаточную. Докажем следующееутверждение. Использование трех операций настройки, указанных в начале параграфа, позволяетобъединить любую пару подфрагментов ПФ в остаточную так, что подфрагмент с меньшим номеромвсегда будет размещен над подфрагментом с большим номером.Пусть задано настроечное поле ПФ <strong>из</strong> d переменных. Объединение любых двух <strong>из</strong> 2 d2подфрагментов ПФ так, как это указано в формулировке утверждения, возможно C способами. С2 dдругой стороны, число различных вариантов настройки для одной свободной переменной ииспользования указанных в формулировке утверждения операций на основании (3-10) равноNdПри этом справедливость равенстваd -1( ;1) 2 Sd ( 1;2)= + . (3-17)2 d -1C d = 2 Sd ( + 1;2)(3-18)2доказывает утверждение.Введенные выше операции настройки позволяют объединить пару подфрагментов в указанномпорядке. Для обеспечения возможности их объединения в про<strong>из</strong>вольном порядке введем четвертуюоперацию настройки - замену переменных их инверсиями. При этом справедливо следующееутверждение: использование четырех операций настройки позволяет объединить любую паруподфрагментов ПФ в остаточную функцию при про<strong>из</strong>вольном порядке их расположения в ней.Случай 3: b = 2. Пусть в настроечном поле имеются две свободные переменные и используютсятри операции настройки; тогда для d = 3 число настроек N (3;2) = 12. Следовательно, в этом случаеосуществляется выбор и объединение четырех подфрагментов <strong>из</strong> восьми в двенадцати различныхсочетаниях. С другой стороны, общее число сочетаний <strong>из</strong> 2 d подфрагментов по четыре при условии,что в столбце значений остаточной функции каждый подфрагмент ПФ с меньшим номером будет44расположен над подфрагментом ПФ с большим номером, равно C . При d = 3 C2 d8= 70 . Поэтомууже при d = 3 не удается выбрать и объединить в остаточную функцию про<strong>из</strong>вольные четыреподфрагмента ПФ.В общем случае объединение про<strong>из</strong>вольных четырех подфрагментов ПФ при использовании трехопераций настройки не удается, так как4C d > Nd ( ;2)(3-19)24Например, при d = 6 C64= 635376, в то время как N (6;2) = 4816 .Так как объединение про<strong>из</strong>вольных четырех подфрагментов невозможно, а выбор определенныхсочетаний <strong>из</strong> четырех подфрагментов связан с большим перебором, то в дальнейшем будемрассматривать лишь случай, когда объединению подлежат два подфрагмента.