Hva er et Karnaugh-kart?

I sin enkleste form er et Karnaugh-kart en grafisk snarvei for å løse problemer uttrykt i boolsk algebra. Boolsk algebra er en form for matematikk som bruker to verdier for å utføre beregninger og skape uttrykk. Denne typen algebra er et av de grunnleggende konseptene bak informatikk og digital kretsdesign, og Karnaugh-kartet ble først utviklet for å hjelpe til med å løse visse problemer uten å bruke lange beregninger. Kartet i sin moderne form ble utviklet av fysiker Maurice Karnaugh i 1953.

Karnaugh-kart er designet for å forskyve byrden ved å løse visse problemer bort fra beregninger og mot mønstergjenkjenning. Disse kartene brukes også til å hjelpe til med å sile visuell informasjon og skille meningsfulle organisasjoner. Siden mennesker naturlig er dyktige til å gjenkjenne mønster, fremskyndet bruken av Karnaugh-kart raskt visse aspekter ved kretsdesign. En av Karnaugh-kartets spesielle styrker er å finne og vise mulige løsninger på rasfare, som er feil i et system forårsaket av timingproblemer. Rasefare er spesielt bekymringsfull for programvareutviklere, nettverksarkitekter og datasikkerhetsspesialister, da de alvorlig kan kompromittere og skade systemer.

Et Karnaugh-kart er vanligvis bygget som et rektangulært diagram delt inn i rader og kolonner. Karnaugh-kart, også kjent som Veitch-diagrammer eller KV-kart, er egentlig sannhetstabeller - tabeller som viser alle gyldige kombinasjoner for et bestemt sett med verdier. Et Karnaugh- eller KV-kart kan bygges med et hvilket som helst antall variabler, men standard praksis er å holde antall variabler i tabellen til seks eller færre. Disse variablene er vanligvis uttrykt i Gray code, et tallsystem som uttrykker binære verdier, eller et system som bare bruker 0 og 1.

Den virkelige verdien av Karnaugh-kartet ligger i dets enkelhet. Siden et Karnaugh-kart presenteres som egentlig et rutenett, er strukturen oversiktlig og lett å forstå på et øyeblikk. Nettstrukturen åpner også for forenklet ordning av lignende variabler, noe som betyr at termer kan grupperes og omgrupperes etter behov for å løse potensielle problemer. I tillegg, på grunn av strukturen på Karnaugh-kartet, fører enhver gruppering av variabler til en enkel representasjon av endringene i variabler. Tilstøtende variabler skilles ved en endring i bare én variabel, noe som ytterligere forenkler operasjonene. Dette stemmer uansett hvor mange variabler som brukes. Som et resultat er Karnaugh-kartet fortsatt et enkelt og nyttig verktøy for mange designere og ingeniører som arbeider innen digital kretsdesign og informasjonsteori.