Hvad er et Karnaugh-kort?

I sin enkleste form er et Karnaugh-kort en grafisk genvej til løsning af problemer udtrykt i boolsk algebra. Boolsk algebra er en form for matematik, der bruger to værdier til at udføre beregninger og skabe udtryk. Denne type algebra er et af de grundlæggende koncepter bag datalogi og digital kredsløbsdesign, og Karnaugh-kortet blev først udviklet til at hjælpe med at løse visse problemer uden at bruge lange beregninger. Kortet i sin moderne form blev udviklet af fysiker Maurice Karnaugh i 1953.

Karnaugh-kort er designet til at flytte byrden ved at løse visse problemer væk fra beregninger og mod mønstergenkendelse. Disse kort bruges også til at hjælpe med at sile visuel information og skelne meningsfulde organisationer. Da mennesker naturligt er dygtige til mønstergenkendelse, fremkom brugen af ​​Karnaugh-kort hurtigt visse aspekter af kredsløbsdesign. En af Karnaugh-kortets særlige styrker er at finde og vise mulige løsninger på racefare, som er mangler i et system forårsaget af timingproblemer. Racefare er af særlig bekymring for softwareudviklere, netværksarkitekter og computersikkerhedsspecialister, da de alvorligt kan kompromittere og beskadige systemer.

Et Karnaugh-kort er generelt bygget som et rektangulært diagram opdelt i rækker og søjler. Karnaugh-kort, også kendt som Veitch-diagrammer eller KV-kort, er i det væsentlige sandhedstabeller - tabeller, der viser alle de gyldige kombinationer for et bestemt sæt værdier. Et Karnaugh- eller KV-kort kan bygges med et vilkårligt antal variabler, men standard praksis er at holde antallet af variabler i tabellen til seks eller mindre. Disse variabler udtrykkes normalt i grå kode, et talesystem, der udtrykker binære værdier, eller et system, der kun bruger 0 og 1.

Den reelle værdi af Karnaugh-kortet ligger i dets enkelhed. Da et Karnaugh-kort præsenteres som i det væsentlige et gitter, er strukturen let og let at forstå med et øjeblik. Netstrukturen tillader også forenklet arrangement af lignende variabler, hvilket betyder, at termer kan grupperes og omgrupperes efter behov for at løse potentielle problemer. På grund af strukturen på Karnaugh-kortet fører enhver gruppering af variabler desuden til en let repræsentation af ændringerne i variabler. Tilstødende variabler adskilles ved en ændring i kun en variabel, hvilket yderligere forenkler operationerne. Dette gælder uanset hvor mange variabler der bruges. Som et resultat forbliver Karnaugh-kortet et enkelt og nyttigt værktøj for mange designere og ingeniører, der arbejder inden for design af digital kredsløb og informationsteori.