可逆邏輯綜合

內(nèi)容概要

本書(shū)以作者和課題組多年來(lái)可逆邏輯綜合工作為基礎(chǔ)，但又不囿于此。撰寫(xiě)中把可逆邏輯綜合基礎(chǔ)與最新研究成果相融合，以可逆邏輯門級(jí)聯(lián)為主線，從簡(jiǎn)單可逆邏輯門級(jí)聯(lián)出發(fā)，逐步拓展可逆門級(jí)聯(lián)的種類，引入相關(guān)的可逆邏輯綜合理論和方法。本書(shū)系統(tǒng)介紹可逆邏輯門、可逆邏輯函數(shù)與可逆邏輯門網(wǎng)絡(luò)及其相互關(guān)系，分析可逆邏輯和可逆邏輯門的本質(zhì)特征，反映可逆邏輯門網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和內(nèi)涵特性，并給出相應(yīng)的表示；較為全面地給出傳統(tǒng)可逆邏輯門到擴(kuò)展可逆邏輯門可逆邏輯綜合的相關(guān)理論和方法。
本書(shū)可作為高等院校計(jì)算機(jī)、電子信息、通信等專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生課程的參考用書(shū)，同時(shí)對(duì)相關(guān)研究人員也具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值。

書(shū)籍目錄

前言
第1章　緒論
 1．1　引言
 1．2　可逆計(jì)算
 1．3　可逆計(jì)算中的邏輯綜合
 1．3．1　可逆邏輯綜合的概念
 1．3．2　可逆邏輯綜合的意義
 1．4　可逆邏輯綜合中的主要問(wèn)題
 1．4．1　可逆邏輯門的級(jí)聯(lián)
 1．4．2　最小代價(jià)問(wèn)題及其實(shí)現(xiàn)
 1．4．3　無(wú)用輸出信息位
 1．4．4　可逆邏輯綜合的規(guī)模
 1．4．5　可逆邏輯綜合方法
 1．5　本書(shū)的主要任務(wù)和內(nèi)容
第2章　可逆邏輯與可逆邏輯門
 2．1　關(guān)于可逆
 2．2　可逆邏輯中的布爾代數(shù)
 2．3　可逆邏輯函數(shù)
 2．3．1　問(wèn)題的提出
 2．3．2　可逆邏輯函數(shù)實(shí)現(xiàn)
 2．4　可逆邏輯門
 2．4．1　一位可逆邏輯門
 2．4．2　Feynman門
 2．4．3　簡(jiǎn)單交換門
 2．4．4　雙控制門
 2．4．5　控制交換門
 2．4．6　多位控制反門
 2．5　可逆邏輯門的表示
 2．6　可逆邏輯門的通用性
第3章　可逆邏輯門網(wǎng)絡(luò)
 3．1　可逆邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
 3．2　可逆網(wǎng)絡(luò)的級(jí)聯(lián)
 3．3　可逆網(wǎng)絡(luò)的表示
 3．4　可逆邏輯門網(wǎng)絡(luò)基本元素的產(chǎn)生
 3．5　可逆邏輯門的級(jí)聯(lián)
 3．6　可逆網(wǎng)絡(luò)門的計(jì)數(shù)
 3．6．1　Toffoli門計(jì)數(shù)
 3．6．2　Toffoli門網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)
 3．6．3　實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析
第4章　可逆網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造
 4．1　可逆網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的表示
 4．1．1　平行線與垂直線編號(hào)
 4．1．2　可逆網(wǎng)絡(luò)的一種結(jié)構(gòu)編碼
 4．1．3　一種組合可逆網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造
 4．2　一種可逆網(wǎng)絡(luò)輸出向量的序號(hào)表示
 4．2．1　序號(hào)的定義
 4．2．2　逆序序列與輸出向量的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系
 4．2．3　輸出向量序號(hào)表示
 4．3　一種可逆網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造算法
 4．3．1　算法
 4．3．2　實(shí)例
 4．3．3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
第5章　Toffoli門可逆網(wǎng)絡(luò)綜合
 5．1　基本算法
 5．1．1　基本算法的算法實(shí)現(xiàn)
 5．1．2　實(shí)例
 5．2　雙向算法
 　5．2．1　雙向算法的算法實(shí)現(xiàn)
 5．2．2　實(shí)例
 5．3　控制位的優(yōu)化
 5．3．1　雙向最小寬度算法的算法實(shí)現(xiàn)
 5．3．2　實(shí)例
 5．4　三種方法結(jié)果比較
 5．4．1　三種算法之間的比較
　……

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：1.5 本書(shū)的主要任務(wù)和內(nèi)容本書(shū)的主要任務(wù)是給出可逆邏輯綜合的相關(guān)理論和方法。邏輯綜合是根據(jù)一個(gè)系統(tǒng)邏輯功能與性能的要求，在包含眾多結(jié)構(gòu)、功能、性能均已知的邏輯單元集合的支持下，尋找出一個(gè)邏輯上最佳的（至少是較佳的）實(shí)現(xiàn)方案（管致錦等，2004）。這個(gè)過(guò)程主要包括兩個(gè)方面的內(nèi)容：（1）邏輯結(jié)構(gòu)的生成。主要是用較少的邏輯單元和單元之間的關(guān)系形成邏輯結(jié)構(gòu)，滿足系統(tǒng)邏輯功能的要求。（2）邏輯結(jié)構(gòu)的性能優(yōu)化。利用給定的邏輯單元集合的元素，對(duì)已生成的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行配置，進(jìn)而估算性能與成本。這里允許對(duì)指標(biāo)進(jìn)行性能與成本的折中，以確定合適的單元配置，完成最終的、符合要求的邏輯結(jié)構(gòu)?？赡孢壿嬀C合就是用可逆邏輯單元實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的可逆邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（管致錦等，2007），并使得代價(jià)盡可能小?？赡骈T邏輯級(jí)聯(lián)規(guī)模與代價(jià)的研究具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，但因可逆門網(wǎng)絡(luò)特殊的約束以及在技術(shù)處理中對(duì)無(wú)用輸出信息和可逆門數(shù)的限制，這一問(wèn)題的研究面臨一定的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在：可逆邏輯綜合規(guī)模小、使用的可逆門數(shù)多、需要的無(wú)用輸出信息（垃圾信息）多、可逆門網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)算法時(shí)間和空間消耗太大、網(wǎng)絡(luò)代價(jià)過(guò)高等。本書(shū)對(duì)相關(guān)問(wèn)題給出了一系列解決方案，各章的具體安排是：第1章闡述了可逆邏輯綜合的研究背景，介紹了可逆計(jì)算及可逆計(jì)算中邏輯綜合的研究?jī)?nèi)容和研究現(xiàn)狀，分析了可逆邏輯綜合目前的研究方法和存在的問(wèn)題，并概述了本書(shū)的主要研究?jī)?nèi)容。第2章對(duì)可逆的物理意義和邏輯意義進(jìn)行了探討；給出了可逆邏輯的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)——布爾代數(shù)的相關(guān)內(nèi)容；分析研究了可逆邏輯門的演化過(guò)程，給出了一般可逆邏輯門及其表示方法；研究了可逆邏輯門和一般可逆邏輯門之間的關(guān)系。第3章分析了可逆邏輯網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和可逆網(wǎng)絡(luò)級(jí)聯(lián)的基礎(chǔ)；提出了一種可逆網(wǎng)絡(luò)門的計(jì)數(shù)方法；給出了可逆網(wǎng)絡(luò)的表示方法；提出了一種可逆邏輯門網(wǎng)絡(luò)基本元素的產(chǎn)生方法和可逆邏輯門的級(jí)聯(lián)方法。第4章給出了一種可逆邏輯門網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)造方法。第5章介紹了一種雙向最小門寬度算法，通過(guò)找到一個(gè)的序列進(jìn)行可逆邏輯綜合，將給定的可逆函數(shù)轉(zhuǎn)換為恒等函數(shù)。當(dāng)可逆門被應(yīng)用于輸入端或輸出端時(shí)，網(wǎng)絡(luò)綜合可以從輸出端到輸入端，也可以從輸入端到輸出端，或者同時(shí)從兩個(gè)方向進(jìn)行，避免了大規(guī)模的查找，有利于擴(kuò)充可逆網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模。

編輯推薦

《可逆邏輯綜合》是由科學(xué)出版社出版的。

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