Научная статья на тему 'О сложности реализации булевых функций из инвариантных классов клеточными схемами ограниченной высоты с кратными входами'

О сложности реализации булевых функций из инвариантных классов клеточными схемами ограниченной высоты с кратными входами Текст научной статьи по специальности «Математика»

CC BY
232
34
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
КЛЕТОЧНЫЕ СХЕМЫ / ОГРАНИЧЕННАЯ ВЫСОТА / КРАТНЫЕ ВХОДЫ / ИНВАРИАНТНЫЙ КЛАСС / АСИМПТОТИКА / ФУНКЦИЯ ШЕННОНА / CELL CIRCUITS / LIMITED HEIGHT / MULTIPLE INPUTS / INVARIANT CLASS / ASYMPTOTICS / SHANNON FUNCTION

Аннотация научной статьи по математике, автор научной работы — Яблонская Александра Юрьевна

Рассматривается модель клеточных схем ограниченной высоты с кратными входами и устанавливается асимптотическое поведение функции Шеннона для площади клеточных схем, реализующих функции из ненулевых инвариантных классов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

ON IMPLEMENTATION COMPLEXITY OF THE BOOLEAN FUNCTIONS FROM INVARIANT CLASSES BY CELL CIRCUITS WITH LIMITED HEIGHT AND MULTIPLE INPUTS

A model of cell circuits with a limited height and multiple inputs is considered. An asymptotic behavior of the Shannon function is established for the area of cell circuits implementing functions from the nonzero invariant classes.

Текст научной работы на тему «О сложности реализации булевых функций из инвариантных классов клеточными схемами ограниченной высоты с кратными входами»

Математическое моделирование. Оптимальное управление Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского, 2012, № 4 (1), с. 225-231

УДК 519.714

О СЛОЖНОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ БУЛЕВЫХ ФУНКЦИЙ ИЗ ИНВАРИАНТНЫХ КЛАССОВ КЛЕТОЧНЫМИ СХЕМАМИ ОГРАНИЧЕННОЙ ВЫСОТЫ С КРАТНЫМИ ВХОДАМИ

© 2012 г. А.Ю. Яблонская

Московский госуниверситет им. М.В. Ломоносова

уаЫошкауа. alexandra@gmail. сот

Поступила в редакцию 17.04.2012

Рассматривается модель клеточных схем ограниченной высоты с кратными входами и устанавливается асимптотическое поведение функции Шеннона для площади клеточных схем, реализующих функции из ненулевых инвариантных классов.

Ключеввк слова: клеточные схемы, ограниченная высота, кратные входы, инвариантный класс, асимптотика, функция Шеннона.

Введение

В данной статье исследуется одна из математических моделей интегральных схем - модель клеточных схем (КС), построенных из коммутационных и функциональных элементов. Считаем, что элементы КС расположены на плоскости, входами схемы помечены входы элементов на границе схемы, и, как правило, каждый вход встречается в схеме не более одного раза. Критерием сложности схемы является занимаемая ею площадь. Эта модель дает хорошее приближение к реальным интегральным схемам с точки зрения их геометрии, способов трассировки (соединения функциональных элементов схемы между собой) и т.д.

Впервые модель КС была предложена Кравцовым С.С. в [1]. В его работе был установлен порядок функции Шеннона, характеризующей сложность (площадь) реализации самой сложной функции алгебры логики (ФАЛ) от п булевых переменных (БП) в модели КС при п, стремящемся к бесконечности. Позже, в работе [2], было доказано существование асимптотики вида 02п для данной функции Шеннона, а в [3] приведен пример одного базиса КС, в котором удалось указать асимптотику функции Шеннона в явном виде. Для произвольного же базиса КС явный вид асимптотики до сих пор не найден. В данной работе для функции Шеннона, характеризующей площадь КС ограниченной высоты в стандартном базисе с кратными входами, расположенными только на одной из сторон схемы, которые реализуют функции из ненулевого инвариантного класса, установлена асимптоти-2п

ка вида С ----, где константа С зависит от ин-

^ п

вариантного класса (см. также [4]).

Описание модели и определения 1

Схема из клеточных элементов (см. [1, 2]) представляет собой плоскую прямоугольную решетку, в каждой клетке которой расположен один из элементов схемы. Размеры всех элементов одинаковы и принимаются за 1. Элементы могут быть как функциональными, то есть реализующими некоторую ФАЛ от своих входов, так и коммутационными, служащими для передачи сигнала к соседнему элементу с возможным изменением направления.

В данной работе рассматриваются плоские прямоугольные схемы над базисом Б0, состоящим из трех коммутационных элементов - разветвление, пересечение, изолятор - и из трех функциональных элементов, реализующих ФАЛ конъюнкция, дизъюнкция, отрицание. Базис Б0 является полным в классе КС в том смысле, что произвольную ФАЛ можно реализовать КС высоты 2 над этим базисом (см. [6]). Каждый из элементов базиса может быть повернут в плоскости на угол, кратный 90 градусам. В качестве входов и выходов схемы берутся входы и выходы элементов, расположенных на ее границе. Функциональные элементы соединяются между собой с помощью коммутационных элементов так, чтобы полученная схема представляла собой схему из функциональных элементов (СФЭ). Считаем, что КС реализует те же функции алгебры логики, что и соответствующая ей СФЭ.

Назовем КС односторонней схемой, если ее входные переменные могут подаваться только на одну границу схемы. Назовем КС схемой с кратными входами, если каждая ее входная переменная может подаваться в схему многократно. Исследуем односторонние КС с кратными

XV у у

Рис. 1. Базис Б0, над которым строится КС

входами (ОКСКВ) фиксированной высоты. Дадим практическое обоснование этой модели. Пусть имеется n параллельных проводников, по которым передаются значения БП xi,..., xn. Ниже, под этими проводниками, располагается КС, на верхнюю границу которой могут подаваться БП, идущие выше. Выход КС находится в правом нижнем углу схемы. Интерес к такого рода схемам обусловлен, прежде всего, тем фактом, что в реальных схемах функциональная часть, как правило, разбивается на блоки, соединенные между собой несколькими линиями передачи данных, и коммутация функциональных блоков может занимать достаточно большую часть схемы. Рассматриваемые схемы дают возможность проводить попутные, вспомогательные вычисления по ходу передачи сигналов, занимая лишь небольшую дополнительную часть площади всей схемы. В реальных схемах ОКСКВ могут встретиться в случае, когда по некоторой шине передается несколько сигналов, и в процессе передачи требуется проверить целостность передаваемых сигналов. Вполне очевидным требованием является наложение ограничения на высоту ОКСКВ.

Определим функцию Шеннона для площади ОКСКВ. Обозначим высоту схемы 2 через h(2) , ее длину - я.(4 а площадь A(z) = h(l)^(l) и будем считать, что h(E)< Х(Е). Пусть Р2 -множество всех ФАЛ от БП из счетного алфавита X = {x1,x2.}. Для некоторого класса функций Q, Q с Р2, обозначим за Q(n) множество функций из Q, зависящих от n переменных x1,.,xn. Напомним, что для любой ФАЛ f е Р2 существует схема 2f высоты h(2 f )= 2, реализующая эту функцию f [6], а значит, для любого h > 2 определена функция Ah(f), равная наименьшей из площадей A(2) где минимум берется по всем КС 2 высоты h, реализующим f Функция Шеннона Ah(Q(n)) для площади ОКСКВ высоты h в классе ФАЛ Q равна максимальной из площадей Ah(f), где максимум берется по всем ФАЛ f из Q(n):

Ah(Q(n))= mx Ah f (1)

f eQ(n)

Тиунчик А.А. в работе [6] доказал, что в таком же базисе коммутационных элементов и

произвольном полном базисе функциональных элементов соответствующая функция Шеннона для реализации ФАЛ от п БП имеет порядок

роста

2 2п

log n'

Напомним (см. [7]), что класс Q, Q с Р2, называется инвариантным классом тогда и только тогда, когда Q замкнут относительно операций добавления и изъятия фиктивных переменных, переименования (без отождествления) переменных и подстановки констант вместо переменных. Определим для Q, Q с Р2, мощностную последовательность

log I Q(n)|

Or, \п

(n ) = -

2n

Если существует предел lim оQ (n) = оQ, то

Q Q

величина Oq называется мощностной характеристикой класса Q. Известно (см. [7]), что если Q - инвариантный класс, то 3

оQ (n) М оQ , где оQ е [0,1], и

оQ (n)= оQ (l + e(n)), где e(n) М 0 при n ^ да. Инвариантный класс, характеристика которого больше нуля, называется ненулевым инвариантным классом.

Зафиксируем некоторое h > 3 и базис Б0 клеточных элементов. В данной работе для функции Шеннона Ah(Q(n)), определенной равенством (1), в любом ненулевом инвариантном

h2n

классе Q получена асимптотика вида оQ --------.

Q log n

Нижняя оценка

Лемма 1 (Нижняя оценка). При h > 2 для ненулевого инвариантного класса Q справедлива

4

следующая асимптотическая нижняя оценка для функции Шеннона Ah(Q(n)):

h2n

Q 1---• (2)

log n

Доказательство. Подсчитаем число схем высоты h и длины X от n БП, которые можно построить в рассматриваемой модели, учитывая тот факт, что переменные подаются только на верхнюю границу схемы. Выберем те позиции на границе схемы, где будут располагаться вхо-

ды схемы, и те переменные, которые на них подаются. Заметим, что к каждому элементу схемы, расположенному на ее верхней границе, можно подвести одну из п переменных. Далее произвольно заполним всю схему клеточными элементами. Таким образом, с учетом возможных поворотов базисных элементов, имеем 21 вариант заполнения каждой клетки схемы и (п + + 1)х21йх вариантов построения всей схемы. Так как число различных схем должно быть меньше числа различных ФАЛ, которые они реализуют, то из определения функции Шеннона и полученной верхней оценки числа схем указанного типа вытекает следующее неравенство:

(п +1)^21^ = ((и +1)21*)Х > 2Пе2” .

Решая это неравенство относительно X, получим

Тогда выполнено следующее равенство:

Х>-

аq2"

ihi

а е 2 И

log (21h (n +1)) h log21 + log(n +1)

аq2n Г1 _ О^,

log n [ log n /

откуда следует, что

h2 ^ _ О(І)

AhQ(n))> hi >

Q

log n I log n

= 0.

Доказательство. Положим I(Т) = ^ е(/)2^Т ,

t=l

выберем параметр q = [Т/2] и разобьем сумму

д-1 Т

для 1(Т) на две части: 1(Т) = Х^(')2'-Т + 5»^.

t=1 t=q

Функция е(?) монотонно не возрастает, а следовательно, е(?) < е(1) при 1 < I < д - 1 и е(?) < е(д) при t > д. Тогда

I(Т)< 2^Т.

t=1 t=q

Подсчитаем сумму геометрических прогрессий в последнем неравенстве:

тд о тТ+1 тд тд

1(Т)< 6(1) 22-2 + ф) I--2- < в(1) 2, + 2«) =

n2Lr/2J Г

= є(і) ~2т~ + 2є

,2 + 2Є Г _ 1

Тем самым лемма 1 доказана.

Верхняя оценка

Получим асимптотическую верхнюю оценку вида (2) для функции Шеннона Ан^(п)). Для этого возьмем произвольную ФАЛ f из ненулевого инвариантного класса Q и построим для нее ОКСКВ, площадь которой асимптотически не больше, чем правая часть (2). Положим в основу доказательства разложение из работы [8].

Напомним некоторые определения из [8]. Множество наборов (а1,а2,^,ай), (а1,а2,^,ай), ..., (а1,а2,^,ай) называется сферой с центром (а1,а2,^,а^). Как обычно, характеристической функцией множества наборов называется функция, равная единице только на наборах, принадлежащих этому множеству. Заметим, что характеристическая функция (х17г2,--Л) сферы с центром (а1,а2,.,а^) может быть задана формулой

(Xl,..., хЛ )=ух?... х“-,1 х ух “++1... ха/. (3)

]=1

Докажем для начала три вспомогательные леммы.

Лемма 2. Пусть Q - инвариантный класс, ^(и) - мощностная последовательность класса Q, а OQ - его мощностная характеристика, причем ^(и) = OQ (1 + е(п)), где е(п) \1 0 при п ^ да.

Правая часть неравенства стремится к нулю при T ^ да, а значит, lim l(t) = 0 . Лемма 2 дока-

T

зана.

Лемма 3. Пусть fxb...,xc) - произвольная функция из инвариантного класса Q и пусть 5 < 2е. Тогда существует разбиение множества наборов единичного куба Bc на подмножества Ab...,AN,

Г 2е 1

где N = — , AI = AN-1| = 5, AN = 5 < 5, такое,

5

что столбец функции f на подмножестве Ai, 1 < i < < N - 1, может принимать не более чем

/^Oq5(1+£(5)) v.» / \ Г\

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2 Q значении, где е(5) ^ 0 при 5 ^ да.

Доказательство. Построим разбиение куба Bc, удовлетворяющее условию леммы. Пусть (t1,...,tk) - разложение числа 5 по степеням двоики, то есть

5 = 2tl +... + 2tk, где t1 >... > tk. Выделим из упорядоченного в лексическом порядке множества наборов куба Bc последовательные отрезки Aj длины (мощности) 2tj, где

для каждого i = 1,...,k j пробегает значения 1,. ,(N-1), а оставшиеся 5' наборов объединим в отрезок An.

На каждом отрезке A/ длины 2tj значения первых n - tj переменных зафиксированы. Таким образом, на отрезке A/ столбец значении функции f(x1,.,xc) совпадает со столбцом значении некоторои функции из инвариантного класса Q(tj), и поэтому число таких столбцов не

больше, чем 2“е (tj )2 .

Определим подмножества А1,..., AN-1 множества наборов куба Bc, сгруппировав некоторые

отрезки А/, следующим образом:

k ~

At _ U А ,1 < i < N -1.

j=i

Подмножества А1,..., AN образуют, очевидно, разбиение множества наборов куба Bc.

Из сказанного выше следует, что число различных столбцов значений функции J{x1,.,xc) на подмножестве Ai не превышает величины

L(s) (t1)2 12 (tk)2 k

Воспользовавшись равенством из условия леммы, определяющим характеристику oq инвариантного класса Q, получим

log L(s) _ CTq (l + s(ii ))2'1 + CTq (l + s(i 2 ))2'2 +... +

+ Qq (l + s(ik ))2k _ CTq (s + s(ii )21 + s(i2 )2 2 +... +

где

+ E(tt )2tk ) = °q4 + ~(s))

~(s) s(ti)2t1 , s(t2)2t2 +... + s(tk)2tk

B(t )2t

2t1 + 2t2... + 2tk

te(t1,-,tk}

te(ti,...,tk}

2tl + 2t2... + 2tk

< £в(г)2<£е(?)2'Л

/£{/,,...,} г=1

Так как г1 ^ да при 5 ^ да, то, согласно лемме 2, правая часть последнего неравенства и, следовательно, є (5), стремятся к нулю при 5 ^ да. Таким образом, для величины ¿(5) получим

т ( \ ^ Ъ °о5(1+в(5))

следующую оценку: ¿(5)< 2 2 , где

є(5) ^ 0 при 5 ^ да. Лемма 3 доказана.

Замечание. Число различных столбцов значений функции У(х1,_,хс) на подмножестве Ам

25'

.

Лемма 4. Дизъюнкцию Fv вида Ц1 v^.vua^k можно реализовать ОКСКВ высоты один и длины не больше, чем (к+1).

Доказательство. Упорядочим переменные в дизъюнкции Fv таким образом, чтобы первыми подавались переменные с отрицанием, если они есть:

К = V“ v ••• v v Уи+1 v ... v Ук =

= V, & . & V V V , V ... V V, .

1 т т+1 k

Схема, реализующая дизъюнкцию FV указанной формулой, изображена на рисунке 2. Лемма 4 доказана.

Рис. 2. Реализация дизъюнкции схемой высоты 1

Следствие. Конъюнкцию F& вида

Uj“1 &... &ul” можно реализовать ОКСКВ высоты один и длины не больше, чем (”+1).

Лемма 5 (Верхняя оценка). При h > 3 в базисе Б0 для ненулевого инвариантного класса Q справедлива следующая верхняя оценка функции Шеннона Ah(Q(n)):

Ah (Q(4 < Oq

h2n log n

Доказательство. Пусть / (х1,., хп) е Q. Построим для f ОКСКВ Е . высоты к > 3, длина

которой асимптотически не больше ------------. Для

log n

этого модифицируем разложение ФАЛ f построенное в работе [8], и построим его вложение в ОКСКВ высоты h > 3.

Разобьем набор переменных (xb...,xn) на четыре набора (xb...,xa), (xa+b...,xa+fe),

(xa+b+b* •-r^a+b+cX (xa+b+c+1,.,xa+b+c+d) и обозначим их через р ,р,р, и соответственно, где a +

+ b + c + d = n и d = 2d - степень двойки. Все

r\ d

наборы длины d разобьем на —- попарно не

d

пересекающихся сфер ([8], лемма 3) с характе-

2 d

ристическими функциями ф, (р), 1 < i < —.

i d

Пусть (р> ~ ) _ Фі (р )f (р Р,р > р ). Тогда

f (р, ~,р, ~) _ V к ~ (р )к ~ (р )f(р, ~),

/,о,р

где, как и в дальнейшем, дизъюнкция берется по всем 1 < i < d ,0 Є Ba ,р Є Bb . Функция f.gp (р, и) принимает значения, отличные от нуля, лишь на

наборах вида (q a+b+1 , • • • , Qa+b+c , а(,) , —, j ,

aj+1,...,а^), где (а(,),...,а^) - центр i-й сферы,

1 < j < d, и поэтому может быть задана матрицей M с 2c строками и d столбцами. Строки M соответствуют наборам значений (oa+b+1,., oa+b+c), а столбцы - наборам i-й сферы. Столбец матрицы M с номером j представляет собой столбец значений функции

W „(0 TïW „М „М

о,р,ха+,+1...X+b+c,a1 _, a\',aj ,aj+1

из инвариантного класса Q(c).

,.,a d))

2

Возьмем некоторый параметр 5 < 2е и разобьем множество строк матрицы М, то есть куб Вс, согласно лемме 3, на подмножества А1,... АЛ, где = ••• = Ал-1 = 5, |Ал| = 5' < 5, такие, что число различных столбцов ~, которые могут встретиться в матрице М на подмножестве строк Ак (здесь, как и в дальнейшем, k пробегает

значения “,...,(N-1)), не больше 2‘

(З 5(1+є (5))

где

е (5)^ 0 при 5 ^ да, а на подмножестве строк

Ал - не больше 2 5.

Пусть функция /¡ърк (~, и ) принимает значения, отличные от нуля, только на подмножестве Ак и совпадает на Ак с (~, и ), а функция /¡5рк~ (~, и ) принимает значения, отличные от нуля, только на группе В15~к~ столбцов, равных 5 (на подмножестве Ак), и совпадает на

В,

о,р,к,т

Ла,Р,к (р >р) функция ,р (р,р)

может быть представлена в виде

,~(р>р)=ф, (р )/і(рг),р,і,~(р )А*,р,к,~(р).

где /¡ъркр(р) - функция, в матрице которой все столбцы равны р на подмножестве Ак и состоят из нулей вне Ак, а /!~ркр(р) представляет собой дизъюнкцию |в,Эркр| переменных

из группы и или их отрицаний, которая равна единице только на наборах і-й сферы, соответствующих столбцам из В, 5 р к р.

Таким образом, функцию / можно представить формулой

/ (р ,у ,р,р ) =

= V Кр (р )кр (р )Ф,(р)у(,р (р Щ* ,р (р) =

ї,о,р,к,х

= V ф,(р)Кэ(р)у(,2р)(р) VKр(р)Л(р)р,к,р(р)

і,р,к ,х у р

Обозначив через Dрt(р) отрицание конъюнкции Кр(р), то есть дизъюнкцию вида Vе1 v_v, и заметив, что для произвольного р0

V К р (р0 )fi'Lk ,р (р)=&(^р(р0)v /!^),р,к ,р (р)), р р

получим окончательную формулу для функции /.

у (р ,р ,р, р) =

= V ф, (р)Кр (рШ (р)& (^р,(р) v Дкк,р (р)).

і,р,к ,х р

Покажем, как можно вложить построенное разложение функции / (р ,р ,р, и ) в КС £ у высоты 3 над рассматриваемым базисом (см. рис. 1). Занумеруем ряды схемы сверху вниз и построим схему £ у следующим образом. В первом и

втором рядах схемы расположим подсхемы Е,5кТ, где параметры пробегают все стандартные значения, а в третьем ряду соберем дизъюнкцию этих подсхем.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Подсхема Е15к~ при фиксированных значениях ,,5, к, ~ реализует формулу

Ф,(5)К5 (5Ш (5)& (^’ (~) V ./^ГР,к5 (5))

Р

и разбивается на четыре последовательно соединенные части, реализующие соответствующие сомножители указанной формулы. Функция ф,(5) реализуется по формуле (3) так, что в первом ряду генерируются конъюнкции от переменных ха+ъ+с+1,..., ха+ъ+с+а, преобразованные согласно следствию из леммы 4, а во втором ряду они собираются в общую дизъюнкцию. Конъюнкция К5 (р) реализуется так, что в первом ряду получаются необходимые отрицания входных переменных х1,., ха, а во втором ряду они собираются в общую конъюнкцию. Функция /к ~(р) реализуется по своей совершенной

конъюнктивной нормальной форме, где в первом ряду генерируются дизъюнкции от переменных ха+ъ+1,..., ха+ъ+с, преобразованные согласно лемме 4, а во втором ряду они собираются в общую конъюнкцию. И, наконец, функция & ^ (р) V /'¡(д,р,к,р (Р)), преобразованная 5

согласно лемме 4, реализуется так, что в первом ряду получаются дизъюнкции для каждого значения р, а во втором ряду они собираются в общую конъюнкцию.

Схема Еу построена, а ее длина удовлетворяет следующим соотношениям (рис. 3):

^,,5,к ,р)<

< а(а +1) + 2е (с +1) + 2Ь (Ь +1)+2 В, >.(Е , ) =

і,р,р,к,х

+ а,

рєВЬ

ІШ^лірЬ -¡2аІ 2І^(^і,р,к,р)

і=1 аєВа к=1 х

а ( N

а

V к=1 х [ N ( \

= — 2а а

і,а,р,к,х

221Я в.

у к=1 реВъ V ~

+ 22(а(а +1) + 2е (с +1) + 2ъ (ъ +1) + а) .

к=1 5 у

Поскольку 2 |в, 5 р к 5 | = а при фиксирован-

5

ных ¡,5,5, к, то последнее равенство можно продолжить:

а

2

а

/{1(2]

___ІЛ.________^ ________-V________

V V ... & & & & & &

+ Ж *—» V-

Рис. 3. Построение схемы 2 f

i \ 2й

A,(s f )= — 2 a (N 2bd + 22 (d (d +1)

d t=i >

+ 2c (c +1) + 2b (b +1) + a).

Так как число столбцов > на подмножестве

Ak, 1 < k < N-1, не больше, чем 2nQs(1+s(s^,

где

е (^) ^1 0 при 5 ^ да, и не больше, чем 2s, на подмножестве строк AN, то

ф f ) < 2а (N 2b d + ((N -1)2

П„і(і+б(і ))

+ 25 x

x (d(d +1) + 2c (c +1) + 2b (b +1) + а)) <

(о c (

r\ d

< —2а d

2c

—2bd + 5

2

—2 ”e' 5

П„і(і+б(і ))

+ 25 Jx

ЛЛ

d(d +1) + 2c (c +1) + 2 (b +1) + а

/J

Положив

d = 2 Llog nJ-1, c = |_2log log n J b = [2 log;

= -1- [logn - 2log log)

Gn

получим оценку

ф f ) < —2а —2bd:

d s s Q log n

Лемма 5 доказана.

Теорема. При h > 3 для ненулевого инвариантного класса Q справедлива оценка для функции Шеннона A (Q(n)):

A (Q(n)) ~aq .

log n

Утверждение теоремы непосредственно вытекает из леммы 1 и леммы 5.

Работа выполнена при поддержке ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг.

Примечания

1. Те понятия, которые не определены в данной работе, см., например, в [5].

2. Здесь и далее логарифм берется по основанию 2.

3. Запись a(n) ^ a обозначает тот факт, что последовательность a(n), монотонно не возрастая, стремится к пределу а при n ^ да.

4. Неравенство a(n)> b(n) означает, что существует последовательность s(n) ^ 0 при n ^ да, такая, что выполнено равенство a(n) = b(n)(1 + s(n)). Асимптотическое равенство a(n) ~ b(n) верно, если a(n) > b(n) и b(n) > a(n).

Список литературы

1. Кравцов С.С. О реализации функций алгебры логики в одном из классов схем из функциональных и коммутационных элементов // Проблемы кибернетики. М.: Наука, 1967. Вып. 19. С. 285-292.

2. Альбрехт А. О схемах из клеточных элементов // Проблемы кибернетики. М.: Наука, 1975. Вып. 33. С. 209-214.

3. Грибок С.В. Об одном базисе для схем из клеточных элементов // Вестник Московского Университета, сер. 15. Вычислительная математика и кибернетика. 1999. № 4. С. 36-39.

4. Улесова А.Ю. О сложности односторонних клеточных схем фиксированной высоты с кратными входами // Материалы XVI Международной конференции «Проблемы теоретической кибернетики». Н. Новгород: Издательство Нижегородского госуни-верситета, 2011.

5. Лупанов О.Б. Асимптотические оценки сложности управляющих систем // М.: Издательство МГУ, 1984.

6. Тиунчик А.А. О реализации функций алгебры логики клеточными схемами ограниченной ширины // Методы дискретного анализа в решении экстремальных задач. Новосибирск: Институт математики СО АН СССР, 1990. Вып. 50. С. 73-83.

7. Яблонский С.В. О невозможности элиминации перебора всех функций из Р2 при решении некоторых задач теории схем // ДАН СССР. 1959. Т. 124. № 1. С. 54-62.

8. Лупанов О.Б. О реализации функций алгебры логики формулами из конечных классов (формулами ограниченной глубины) в базисе &, v, - // Проблемы кибернетики. М.: Физматгиз, 1961. Вып. 6. С. 5-14.

х

ON IMPLEMENTATION COMPLEXITY OF THE BOOLEAN FUNCTIONS FROM INVARIANT CLASSES BY CELL CIRCUITS WITH LIMITED HEIGHT AND MULTIPLE INPUTS

A.Yu. Yablonskaya

A model of cell circuits with a limited height and multiple inputs is considered. An asymptotic behavior of the Shannon function is established for the area of cell circuits implementing functions from the nonzero invariant classes.

Keywords: cell circuits, limited height, multiple inputs, invariant class, asymptotics, Shannon function.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.