Boolean

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Ein Boolean [ ?buːli?n ], benannt nach George Boole , ist ein Element einer booleschen Algebra . Eine Sonderform mit nur zwei Zustanden ist in der Digitaltechnik die Schaltvariable ( englisch switching variable ) bzw. bei der Programmierung der boolesche Datentyp zur Darstellung der logischen Wahrheitswerte wahr und falsch .

Grundlagen: boolesche Mathematik und Schaltalgebra

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Eine boolesche Variable im Allgemeinen ist eine Variable , die nur endlich viele Werte oder Zustande annehmen kann: Mit seinem Werk The Mathematical Analysis of Logic von 1847 legte George Boole einen Grundstein fur die formale Logik und die Rechentechnik. Die Menge dieser Werte bildet einen Zeichenvorrat .

Sonderform der booleschen Algebra ist die Schaltalgebra , die Schaltvariable kann nur einen von wenigen Werten annehmen:

  • Hier sind es meist zweiwertige (binare) boolesche Variablen ? in der Fachsprache versteht man unter boolescher Variable im Allgemeinen eine Schaltvariable im engeren Sinne. Dieses dichotome Wertepaar wird je nach Anwendung u. a. als wahr/falsch bzw. true/false ( Aussagenvariable ), oder 1/0 ( Binarzahl ) bezeichnet. In der elektronischen Datenverarbeitung werden die beiden Werte mit Spannungs- oder Strompegeln dargestellt: HIGH, H oder 1 bzw. LOW, L oder 0 (Null) ? als Schaltung entspricht das Ein/Aus , oder aber ?1/1 , was einem Flipflop entspricht.
  • Daneben gibt es in der Anwendung haufig auch dreiwertige Schaltvariablen in der Form ?1/0/1 (mathematisch eine vorzeichenbehaftete einstellige Binarzahl oder ein ternares Zahlensystem 0/1/2 ), also HIGH/NULL/LOW , etwa in der Steuerungs- und Regelungstechnik ( VORWARTS/STOPP/RUCKWARTS ). Boolesche- bzw. Schaltalgebra ist aber prinzipiell uber beliebigem Zeichenvorrat (Wertebereich) moglich.

In der Digitaltechnik werden boolesche Werte durch unterschiedliche elektrische Spannungsbereiche realisiert. Die konkreten Spannungsgrenzen hangen von der verwendeten Technik ab (z. B. Transistor-Transistor-Logik oder CMOS ).

Im Bereich der Softwareentwicklung versteht man unter einem booleschen Ausdruck einen Ausdruck , der nur die beiden Wahrheitswerte True und False (englisch fur wahr und falsch ) annehmen kann. Solche Werte konnen miteinander logisch verknupft und Variablen eines passenden Typs zugewiesen werden. Sie finden bei Sprunganweisungen Verwendung um den Kontrollfluss zu andern, in der Regel bei bedingten Anweisungen oder Schleifen .

Viele Programmiersprachen stellen dafur einen eigenen Datentyp zur Verfugung, etwa unter der Bezeichnung boolean ( Algol 60 , Pascal , Java , Lua , Ada , Visual Basic Classic , BASIC ) oder bool ( Algol 68 , C# , C++ , PHP , Python ) oder logical ( Fortran ). Der Boolean ist ein elementarer Datentyp .

Zur Reprasentation eines booleschen Wertes genugt prinzipiell ein einzelnes Bit , um die beiden moglichen Zustande zu reprasentieren. Aus technischen Grunden wird jedoch in der Regel eine andere Reprasentation gewahlt, meist abhangig von der Wortbreite des verwendeten Systems, wobei bei C++ Vektoren fur diesen Typ optimiert sind. Wird ein boolescher Wert mit einem Ganzzahltyp dargestellt, steht meist 0 fur falsch und alles ungleich Null (haufig wird ?1 oder 1 verwendet) fur wahr . Anders in der Linux/Unix-Shell-Programmierung: Hier steht ein Wert großer Null fur einen Fehler und im ubertragenen Sinne fur falsch , wahrend Null fur einen erfolgreichen Programmaufruf und so fur wahr steht.