▲▲一、引言

邏輯是一種思維的法則，也是人類認識世界、改造世界的基本準繩與工具，是所有的理論與學說中關于判斷和思維規律的提煉、抽象。隨著人類的發展，邏輯學已經被廣泛運用到社會科學、自然科學等領域中。作為人類進行推理和判斷的工具，邏輯學一直以來就是人類研究的主題。本世紀30年代以來，邏輯學已經獲得了長足的發展。隨著人類對各類復雜系統研究的不斷深入，為了滿足自動化推理的客觀需要，人類逐漸將邏輯學運用到了計算機科學領域。

回顧人類計算機科學的發展歷程，可以清晰地看到邏輯學在計算機科學中所奠定的理論基礎和積極的推動作用。例如：計算機硬件中的芯片是通過0和1這種二進制的表達方式作為高壓的高低電位來進行電位的設計的，通過這種方式來達到各種運算的目的。如果將這些芯片進行集成就構成了計算機的硬件功能。很明顯在這項技術中包含了數學邏輯的思想。再例如：在計算機的軟件中，計算機能夠是別的是機器語言，也就是二進制0和1.因此，我們就需要將人類想要表達的語言通過一種中間語言通過匯編編譯后最終成為機器語言，讓計算機的硬件很好地識別。例如：C語言，C++語言，JAVA語言等。

▲▲二、邏輯學在計算機電路設計中的應用

數理邏輯在計算機硬件的設計中的應用十分突出。計算機科學的一項重要理論基礎就是數字邏輯。數字邏輯又是建立在數理邏輯的命題和謂詞演算的基礎上的。它用運算規律將芯片中的高低壓表示的信號之間的運算與二進制的運算有機的結合在一起，這樣就使科學家們利用數學的方法解決了計算機電路設計中的問題。這樣的邏輯思想實現了計算機電路設計整個過程的直觀化、簡潔化、系統化。17世紀的科學家布萊尼就曾經提出設想：是否能夠創立出一種通用語言，將推理過程演變成數學公式進行計算，并得到正確結論。但由于受當時的數學與邏輯思想發展局限性的影響這個想法并沒有得到真正的實行。計算機數字部件在設計時充分應用了數字邏輯，例如：在設計加法器、移位器、控制器、寄存器時數字部件所體現出的邏輯功能。在命題的鹽酸中，用邏輯真值表示邏輯部件的功能，然后再將其轉變成邏輯范式，而與、或、非是邏輯運算的主要內容，當它們分別表示相應的邏輯部件時即能實現各個數字邏輯不見得功能。在此基礎上如果再利用硬件的描述語言和電子設計自動化的軟件工具將實現計算機中一些基本硬件組建的開發與設計。計算機中CPU的設計原理主要是：應用計算機的組成原理，在指令集的基礎上來設計路徑，然后再根據指令的周期性動作來設計指令的控制邏輯。可見，現代計算機系統是由大量的邏輯門按照十分復雜的順序構成的。而邏輯門之間的傳遞是0和1的信號，這是計算機二進制的特點。計算機的發展經歷了電子管、集成電路，不管是哪一種，計算機的電路永遠只存在兩種狀態，即：將有電流經過視為0、將無電流經過視為1，這就實現了計算機每個運算單元0與1的組合。而這些經過組合后的單元經過計算機自身的疊加與排列后，就構成了計算機系統。近年來，計算機發展速度日新月異，只有集成電路越小，計算機的運算速度才能越快。而目前的計算機芯片技術的加工已經基本到了極限，已經不能再滿足現代研究的計算量的需要，只能尋求新的芯片技術才能解決這一問題。

▲▲三、邏輯學在計算機語言中的運用

計算機算法的實現不僅依靠硬件，還必須依靠那些能夠讓硬件運行起來的各種編制的程序軟件。因此，計算機的軟件設計也離不開邏輯學的應用。計算機的硬件是由很多邏輯電路所組成的，而邏輯電路是建立在布爾代數的命題邏輯基礎上的，命題邏輯運算就可以變成布爾代數的演算。可見，計算機硬件與邏輯之間的這種相互關聯直接導致計算機軟件和邏輯之間所存在的密不可分的聯系。編程的過程也是算法形成的過程，算法是在計算機功能基礎上完成的。現實中，電腦的操作是在基本的邏輯運算的基礎上生成算法，并最終用這些基本的運算元來代替一般的計算完成的。計算機程序要想更加直觀、易懂就必須產生與日常表達方式近似的程序，這就是匯編程序與編譯程序。它們的產生使計算機邏輯演算的步驟得以實現。如果將具有邏輯性的演算轉變成行駛系統的語法和語義，不同的程序設計語言就產生了，隨之而來的編程技術和方法也越來越多，也就產生了各種程序設計的技巧和方法，也就形成了各種復雜的程序和具有多種功能的軟件。計算機科學發展到今天，人工智能一直以來就是人類的夢想，從圖靈機的產生到現在，計算機科學家們和邏輯學家們就一直對人工智能進行著堅持不懈的追求和探索。研究過程中產生了很多重要的成果，目前已經有兩種主要研究人工智能的語言工具，一種是LISP表處理語言，一種是PROGLOD語言。計算機語言系統是由若干符合形成的語言體系，邏輯語言系統也是一種符號化的形式化的語言體系，這是他們的相似性。

總之，在計算機科學的應用中不論是硬件設計還是軟件設計都離不開邏輯學的應用。邏輯學在計算機科學和人工智能領域都占有基礎性地位。現代邏輯學、哲學、語言學與計算機科學與技術的相互融合進一步推動了計算機科學技術的發展。

參考文獻：

[1]張尚水.邏輯百科辭典[M].成都：四川教育出版社，1994年

[2]王國俊.數理邏輯引論與歸結原理[J].北京：科學出版社，2006年

[3]樊春海.通向未來分子計算機[J].科技日報，2009(04)

【作者簡介】王珊珊(1980.11.18-)，講師，碩士，研究方向：計算機科學技術與應用，畢業院校：吉林大學；工作單位：吉林工商學院信息工程分院。

來源：中國外資·上半月 2013年12期

作者：王珊珊 王利寧

總結

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