Introduzione all’algebra di Boole

L’informatica e l’elettronica poggiano su un pilastro fondamentale: il concetto di Vero e Falso. Questo sistema è regolamentato dall’Algebra di Boole, dal nome del matematico George Boole che ne definì formalmente le regole. Vediamo gli elementi base imprescindibili.

Vero e falso

Partiamo da un assunto semplice ma potente che mescola logica, binario e linguaggio. in informatica quando dico VERO equivale a dire numero binario 1 o ACCESO (ON in inglese) in elettronica se intendiamo un interruttore di una lampadina. FALSO corrisponde al numero binario 0 o SPENTO (OFF in inglese) se riferito in elettronica del solito interruttore. Quindi ricapitolando queste diciture sono equivalenti:

VERO / 1 / ON

FALSO / 0 / OFF

Proposizioni ed enunciati

Facciamo un salto nell’italiano e diamo due definizioni. Una proposizione è una frase minimale ma di senso compiuto. Se questa proposizione può essere definita senza ombra di dubbio o contestazione come VERA o FALSA è un enunciato.

Es. Il cielo di giorno senza nuvole è azzurro => VERO (a meno di simpaticoni che cercano un modo per contestarla)

Es. Gli asini volano => FALSO

Cosa accade se metto insieme più proposizioni/enunciati in una sola frase? Ho bisogno di connettori che uniscano i vari enunciati. MAa questo punto posso stabile se l’intera frase o, meglio espressione, può essere considerata vera o falsa? Qui entra logica di Boole e gli operatori fondamentali AND e OR, che in italiano, solo la congiunzione logica E e la disgiunzione O.

Operatore AND

Come funziona se dico: Il cielo di giorno senza nuvole è azzurro E gli asini volano? la frase totale è vera o falsa? Provo a sostituire i valori delle singole proposizioni e scrivo direttamente: VERO E FALSO. Quindi una frase composta da una parte VERO E una parte FALSO è VERO O FALSO? L’algebra di Boole ci dice che l’intera frase è da considerarsi FALSA! Chi lo dice? L’algebra di Boole e i suoi fondamenti. Quali sono le regole allora da tenere presenti? C’è poco da capire, sono delle regole assodate che devono entrare nel nostro quotidiano modo di ragionare da informatici.

VALORE 1VALORE 2VALORE 1 AND VALORE 2
FALSOFALSOFALSO
FALSOVEROFALSO
VEROFALSOFALSO
VEROVEROVERO

Quindi se dico: La terra è piatta E fuori piove (mentre scrivo è sereno…), posso semplificare FALSO E FALSO => FALSO

Difficile da ricordare questa tabellina? Possiamo semplificarla con le operazioni semplici che in realtà già ogni alunno conosce. AND corrisponde al prodotto tra i corrispondenti numeri binari VERO = 1 e FALSO = 0. Se faccio 1 * 0 o 0 * 1 cosa ottengo? Banale ma ottengo 0. Se faccio 0 * 0 = 0 e solo 1* 1 = 1

VALORE 1VALORE 2VALORE 1 * VALORE 2
000
010
100
111

In elettronica questa tabella della verità descrive il funzionamento proprio di un circuito integrato come lo 74HC08 che al suo interno in realtà contiene 4 porte AND utilizzabili per applicazioni complesse. A sinistra il simbolo con cui vengono identificate le porte logiche AND in fase di progetto, con A e B che sono le porte in cui vengono posti valore 1 e valore 2 e il risultato viene fornito sull’uscita Q. A destra l’integrato che contiene 4 porte AND.

Simbolo AND in elettronica
Integrato 74HC08 con 4 AND

E in informatica come usiamo questa? Nei vari linguaggi di programmazione come il C++ o il python, ci troveremo spesso a dover far eseguire alcuni frammenti di codice se si verificano una o più condizioni

es: se è vero (5 > 1 AND 3 < 6 ) fai qualche cosa, se falso fai qualcos’altro => in questo caso fa qualcos’altro!

Operatore OR

L’operatore OR ha una sua tabella della verità e assomiglia all’operazione della somma tra numeri binari. Sempre vero, basta che una delle due parti sia vera! Se sostituisco i vero/falso con 1/0 fare la somma è intuitivo, eccezion fatta per 1+1 che ovviamente non può fare 2 in binario.

VALORE 1VALORE 2VALORE 1 OR VALORE 2
FALSOFALSOFALSO
FALSOVEROVERO
VEROFALSOVERO
VEROVEROVERO
VALORE 1VALORE 2VALORE 1 + VALORE 2
000
011
101
111

Operatore NOT

Questo operatore forse potrebbe sembrare anomalo rispetto ai due precedenti ma è comunque semplicissimo. Se un valore è vero, l’operatore del NOT lo trasforma in negativo e viceversa. La tabella della verità risulta più semplice:

VALORENOT
VEROFALSO
FALSOVERO
VALORENOT
10
01

Operatore XOR

Esistono altri operatori logici ma didatticamente sono probabilmente meno interessanti ma vale la pena citarli. Lo XOR ad esempio è la disgiunzione esclusiva, vera solo se uno dei valori è VERO e l’altro è FALSO. Forse è i il meno intuitivo tra gli operatori logici ed è anche meno interessante a livello informatico mentre in ambito elettronico ha più senso. C’è anche la versione XNOR che è il suo negato. Come il NAND e il NOR che lasciamo al lettore indicare le tabelle della verità negando la colonna risultato di quelle viste già.

VALORE 1VALORE 2VALORE 1 XOR VALORE 2
FALSOFALSOFALSO
FALSOVEROVERO
VEROFALSOVERO
VEROVEROFALSO
VALORE 1VALORE 2VALORE 1 + VALORE 2
000
011
101
110

Espressioni booleane e tavola delle verità

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Ultima modifica 4 Maggio 2026