O que é um mapa de Karnaugh?
Na sua forma mais simples, um mapa de Karnaugh é um atalho gráfico para resolver problemas expressos na álgebra booleana. A álgebra booleana é uma forma de matemática que usa dois valores para realizar cálculos e criar expressões. Esse tipo de álgebra é um dos conceitos fundamentais por trás da ciência da computação e do design de circuitos digitais, e o mapa de Karnaugh foi desenvolvido para ajudar a resolver certos problemas sem o uso de cálculos longos. O mapa em sua forma moderna foi desenvolvido pelo físico Maurice Karnaugh em 1953.
Os mapas de Karnaugh são projetados para mudar o fardo de resolver certos problemas, longe dos cálculos e em direção ao reconhecimento de padrões. Esses mapas também são usados para ajudar a filtrar informações visuais e discernir organizações significativas. Como os humanos são naturalmente hábeis no reconhecimento de padrões, o uso dos mapas de Karnaugh rapidamente acelerou certos aspectos do design de circuitos. Um dos pontos fortes do mapa de Karnaugh é encontrar e mostrar possíveis soluções para os riscos de corrida, que são falhas em um sistema causado por problemas de tempo. Os riscos de corrida são particularmente preocupantes para desenvolvedores de software, arquitetos de rede e especialistas em segurança de computadores, pois podem comprometer seriamente e danificar os sistemas.
Um mapa de Karnaugh é geralmente construído como um diagrama retangular dividido em linhas e colunas. Os mapas de Karnaugh, também conhecidos como diagramas de Veitch ou mapas KV, são essencialmente tabelas verdadeiras - tabelas que mostram todas as combinações válidas para um conjunto específico de valores. Um mapa de Karnaugh ou KV pode ser construído com qualquer número de variáveis, mas a prática padrão é manter o número de variáveis na tabela em seis ou menos. Essas variáveis geralmente são expressas no código Gray, um sistema numérico que expressa valores binários ou um sistema usando apenas 0 e 1.
O valor real do mapa de Karnaugh reside na sua simplicidade. Como um mapa de Karnaugh é apresentado como essencialmente uma grade, a estrutura é direta e fácil de entender rapidamente. A estrutura da grade também permite a organização simplificada de variáveis semelhantes, o que significa que os termos podem ser agrupados e reagrupados conforme necessário para resolver possíveis problemas. Além disso, devido à estrutura do mapa de Karnaugh, qualquer agrupamento de variáveis leva a uma representação fácil das alterações nas variáveis. Variáveis adjacentes são separadas por uma alteração em apenas uma variável, o que simplifica ainda mais as operações. Isso é verdade, não importa quantas variáveis sejam usadas. Como resultado, o mapa de Karnaugh continua sendo uma ferramenta simples e útil para muitos projetistas e engenheiros que trabalham no projeto de circuitos digitais e na teoria da informação.