布尔运算英文解释翻译、布尔运算的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 Boolean calculation; Boolean operation
分词翻译:
布尔的英语翻译:
【计】 B; BOOL
运算的英语翻译:
operation
【计】 O; OP; operation
专业解析
布尔运算(Boolean Operations) 是计算机科学和数学逻辑中的基础概念,指基于布尔代数(Boolean Algebra)原理进行的逻辑运算。其核心特点是操作数和结果都只有两种可能的值:真(True,通常用 1 表示) 或假(False,通常用 0 表示)。这些运算构成了数字电路设计和编程逻辑的基础。
一、核心布尔运算类型
最基础的布尔运算有三种:
-
逻辑与(AND):
- 定义:仅当所有输入值均为真(1)时,输出结果才为真(1)。只要有一个输入为假(0),输出即为假(0)。
- 数学符号:通常用符号 ∧、· 或直接写 AND 表示。
- 真值表(Truth Table):
| A | B | A AND B |
|---|---|---------|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
- 应用场景:用于检查多个条件是否同时满足。例如,在编程中
if (condition1 AND condition2)
仅在两个条件都为真时执行。
-
逻辑或(OR):
- 定义:只要有一个或多个输入值为真(1),输出结果即为真(1)。仅当所有输入均为假(0)时,输出才为假(0)。
- 数学符号:通常用符号 ∨、+ 或直接写 OR 表示。
- 真值表:
| A | B | A OR B |
|---|---|--------|
| 0 | 0 | 0|
| 0 | 1 | 1|
| 1 | 0 | 1|
| 1 | 1 | 1|
- 应用场景:用于检查多个条件中是否至少有一个满足。例如,在搜索中查找包含“关键词A”或“关键词B”的文档。
-
逻辑非(NOT):
- 定义:一元运算。将输入值取反。输入为真(1)则输出为假(0),输入为假(0)则输出为真(1)。
- 数学符号:通常用符号 ¬、~、' 或直接写 NOT 表示。
- 真值表:
| A | NOT A |
|---|-------|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
- 应用场景:用于对条件进行取反。例如,检查某个状态是否“不成立”。
二、其他常用布尔运算
由上述基本运算可以组合衍生出其他重要运算:
-
逻辑异或(XOR, Exclusive OR):
- 定义:当两个输入值不相同(一个为0,一个为1)时,输出为真(1);当两个输入值相同(都为0或都为1)时,输出为假(0)。
- 数学符号:通常用符号 ⊕ 或 XOR 表示。
- 真值表:
| A | B | A XOR B |
|---|---|---------|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
- 应用场景:用于比较两个位是否不同,在加法器电路和校验中常用。
-
逻辑与非(NAND): 先进行 AND 运算,然后对结果取 NOT。是数字电路中最基础的通用门。
-
逻辑或非(NOR): 先进行 OR 运算,然后对结果取 NOT。同样是通用门。
三、数学基础与重要性
布尔运算建立在布尔代数之上,这是一种处理真假值的代数系统,由乔治·布尔(George Boole)在19世纪创立。其核心规则包括交换律、结合律、分配律、德·摩根定律等。例如:
- 德·摩根定律(De Morgan's Laws):
$$
eg (A land B) =
eg A lor
eg B
$$
$$
eg (A lor B) =
eg A land
eg B
$$
这两个定律描述了 AND、OR 和 NOT 运算之间的转换关系,在电路化简和逻辑表达式中至关重要。
布尔运算的重要性在于它是所有现代数字计算机硬件(如CPU) 的基石。计算机内部的晶体管电路通过组合实现基本的 AND、OR、NOT 门(称为逻辑门),进而构建出更复杂的算术逻辑单元(ALU)、寄存器、存储器等部件,最终执行复杂的计算和数据处理任务。在软件层面,布尔运算则是编程语言中条件判断(if/else)、循环控制(while/for)的核心逻辑。
四、汉英对照关键术语
- 布尔运算 - Boolean Operation / Boolean Logic Operation
- 布尔代数 - Boolean Algebra
- 真 - True (1)
- 假 - False (0)
- 逻辑与 - AND (Conjunction)
- 逻辑或 - OR (Disjunction)
- 逻辑非 - NOT (Negation)
- 逻辑异或 - XOR (Exclusive OR)
- 逻辑与非 - NAND
- 逻辑或非 - NOR
- 真值表 - Truth Table
- 逻辑门 - Logic Gate
- 数字电路 - Digital Circuit
参考资料:
- Britannica, T. Editors of Encyclopaedia. "Boolean algebra." Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/science/Boolean-algebra
- GeeksforGeeks. "Boolean Algebra." https://www.geeksforgeeks.org/boolean-algebra/ (涵盖基础运算、定律及应用)
- Khan Academy. "Boolean Logic & Logic Gates." https://www.khanacademy.org/computing/computers-and-internet/xcae6f4a7ff015e7d:computers/xcae6f4a7ff015e7d:logic-gates-and-circuits/a/logic-gates (解释逻辑门与布尔运算的关系)
- Stanford Encyclopedia of Philosophy. "George Boole." https://plato.stanford.edu/entries/boole/ (介绍布尔代数创始人)
- Harris, D. M., & Harris, S. L. (2012). Digital Design and Computer Architecture (2nd ed.). Morgan Kaufmann. ISBN: 978-0123944245. (权威教材,详细阐述布尔代数在数字设计中的应用)
网络扩展解释
布尔运算(Boolean Operations)是以数学家乔治·布尔命名的逻辑运算体系,基于“真”(True/1)和“假”(False/0)两种状态进行逻辑推理。其核心是三种基本操作:
-
与运算(AND)
符号为 ∧ 或 ·,当所有输入为真时结果才为真。例如:开关串联电路,只有所有开关打开灯才亮。
真值表:
$$0 ∧ 0 = 0$$
$$0 ∧ 1 = 0$$
$$1 ∧ 0 = 0$$
$$1 ∧ 1 = 1$$
-
或运算(OR)
符号为 ∨ 或 +,任一输入为真则结果为真。例如:开关并联电路,任一开关打开灯即亮。
真值表:
$$0 ∨ 0 = 0$$
$$0 ∨ 1 = 1$$
$$1 ∨ 0 = 1$$
$$1 ∨ 1 = 1$$
-
非运算(NOT)
符号为 ¬ 或 ~,对输入取反。例如:开关断开时灯亮,闭合时灯灭。
真值表:
$$¬0 = 1$$
$$¬1 = 0$$
扩展应用:
- 组合运算:如异或(XOR,仅一输入为真时结果为真)、与非(NAND)、或非(NOR)等。
- 计算机领域:用于逻辑电路设计(如CPU中的门电路)、编程条件判断(如
if (A && B)
)、数据库查询筛选(SQL中的 WHERE
语句)。
- 数字系统:构成二进制计算的基础,支撑现代计算机的算术与逻辑单元(ALU)。
布尔运算通过简化的二值逻辑,成为数字电子技术和计算机科学的理论基石,直接影响算法设计、人工智能决策树等高级应用。
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