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Caballeros y escuderos: acertijo 4

Jesús Arroyo Torrens edited this page May 29, 2017 · 4 revisions

Enunciado

En la isla de los caballeros y los escuderos se encuentran dos habitantes: A y B. A dice: «Uno al menos de nosotros es escudero». ¿Qué son A y B?


Descripción formal

En la isla de los caballeros y los escuderos se encuentran dos habitantes: A y B.

Tenemos dos parámetros de entrada A y B.


A dice: «Uno al menos de nosotros es escudero».

A dice una única frase P (+info):

A ↔ P

La sentencia P se puede expresar de dos formas equivalentes:

  • «O A es escudero o B es escudero»: ¬A ∨ ¬B
  • «A y B no son ambos caballeros»: ¬(A ∧ B)

Esta relación en álgebra binaria es de hecho una de las Leyes de De Morgan. Estas leyes indican que:

  • ¬(A ∧ B) ↔ ¬A ∨ ¬B
  • ¬(A ∨ B) ↔ ¬A ∧ ¬B

Por lo tanto podemos definir P de dos formas:

A: P = ¬A ∨ ¬B = ¬(A ∧ B)


¿Qué son A y B?

Circuito digital

Entradas y salidas

Añadimos las entradas A y B (conectadas a LED0 y LED1, respectivamente) y una señal de salida S (conectada a LED7) que se activará cuando el circuito encuentre una solución.

A ↔ P

La operación bicondicional se implementa mediante una puerta XNOR (+info).

A: P = ¬A ∨ ¬B = ¬(A ∧ B)

La primera sentencia se representa con una puerta OR (+info) y dos puertas NOT (+info).

Descargar circuito en Icestudio

También podemos representar la segunda sentencia equivalente, en este caso con una puerta NAND (+info).

Descargar circuito en Icestudio

Resolución en FPGA

Para resolver el circuito añadimos un bloque que comprueba todas las posibilidades y encuentra la solución o soluciones correctas (+info). Sintetizamos este circuito en la FPGA.

Descargar circuito de pruebas en Icestudio

Solución

Al sintetizar y descargar el circuito obtenemos una única solución (1, 0).

(1, 0)

Por lo tanto tenemos que (A, B) = (1, 0). A es caballero y B es escudero.

Conclusiones

  • Una puerta NAND permite determinar si al menos una entrada vale 0

  • Las Leyes de De Morgan indican que:

    • ¬(A ∧ B) ↔ ¬A ∨ ¬B
    • ¬(A ∨ B) ↔ ¬A ∧ ¬B

Referencias

  • Raymond Smuyllan, ¿Cómo se llama este libro? Capítulo 3: Caballeros y Escuderos [28] (1989) Ediciones Cátedra, S.A. [1]