Što je Karnaugh karta?

U svom najjednostavnijem obliku, Karnaughova karta je grafički prečac za rješavanje problema izraženih u Booleovoj algebri. Booleova algebra je oblik matematike koji koristi dvije vrijednosti za izvođenje računanja i stvaranje izraza. Ova vrsta algebre jedan je od temeljnih koncepata iza računalne znanosti i dizajna digitalnih sklopova, a Karnaughova karta je prvo razvijena kako bi pomogla u rješavanju određenih problema bez korištenja dugih računanja. Kartu u svom modernom obliku razvio je fizičar Maurice Karnaugh 1953. godine.

Karnaughove karte osmišljene su kako bi prebacile teret rješavanja određenih problema s računanja na prepoznavanje uzoraka. Ove karte se također koriste za pomoć u probiranju vizualnih informacija i razlučivanju značajnih organizacija. Budući da su ljudi prirodno vješti u prepoznavanju uzoraka, korištenje Karnaughovih karata brzo je ubrzalo određene aspekte dizajna kola. Jedna od posebnih prednosti Karnaughove karte je u pronalaženju i pokazivanju mogućih rješenja za opasnosti od utrka, koje su nedostaci u sustavu uzrokovani problemima s vremenom. Opasnosti od utrke posebno su zabrinjavajuće za programere softvera, mrežne arhitekte i stručnjake za računalnu sigurnost, jer mogu ozbiljno kompromitirati i oštetiti sustave.

Karnaughova karta općenito je izgrađena kao pravokutni dijagram podijeljen u retke i stupce. Karnaughove karte, također poznate kao Veitch dijagrami ili KV-karte, u osnovi su tablice istine — tablice koje prikazuju sve važeće kombinacije za određeni skup vrijednosti. Karnaugh ili KV-karta može se izraditi s bilo kojim brojem varijabli, ali standardna praksa je držati broj varijabli u tablici na šest ili manje. Te se varijable obično izražavaju u Grey kodu, brojevnom sustavu koji izražava binarne vrijednosti ili sustavu koji koristi samo 0 i 1.

Prava vrijednost Karnaughove karte leži u njenoj jednostavnosti. Budući da je Karnaughova karta u osnovi predstavljena kao mreža, struktura je jednostavna i lako razumljiva na prvi pogled. Mrežna struktura također omogućuje pojednostavljeni raspored sličnih varijabli, što znači da se pojmovi mogu grupirati i ponovno grupirati prema potrebi za rješavanje potencijalnih problema. Osim toga, zbog strukture Karnaughove karte, svako grupiranje varijabli dovodi do jednostavnog prikaza promjena u varijablama. Susjedne varijable su odvojene promjenom samo jedne varijable, što dodatno pojednostavljuje operacije. Ovo vrijedi bez obzira na to koliko se varijabli koristi. Kao rezultat toga, Karnaughova karta ostaje jednostavan i koristan alat za mnoge dizajnere i inženjere koji rade na dizajnu digitalnih sklopova i teoriji informacija.