{ "cells": [ { "cell_type": "code", "execution_count": 40, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/html": [ "\n" ], "text/plain": [ "" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "%%html\n", "" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "# CS 121 Lecture 5 : Syntactic sugar and computing every function" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "# utility code \n", "%run \"Utilities.ipynb\"\n", "from IPython.display import clear_output\n", "clear_output()" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def AND(a,b): return a*b\n", "\n", "def OR(a,b): return 1 if a+b else 0\n", "\n", "def NOT(a): return 1-a" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def IF(cond,a,b):\n", " notcond = NAND(cond,cond)\n", " temp = NAND(b,notcond)\n", " temp1 = NAND(a,cond)\n", " return NAND(temp,temp1)\n", "mystery = circuit2prog(circuit(IF))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 39, "metadata": { "scrolled": true, "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "gate_0 = NAND(X[0],X[0])\n", "gate_1 = NAND(X[2],gate_0)\n", "gate_2 = NAND(X[1],X[0])\n", "Y[0] = NAND(gate_1,gate_2)\n", "\n" ] }, { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 39, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "# What function does the following NAND-CIRC program compute?\n", "print(mystery)\n", "circuit(mystery)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 41, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "outputs": [ { "data": { "text/markdown": [ "_Input_ | _Output_\n", "--------|---------\n", " $000$ | $0$ \n", " $001$ | $1$ \n", " $010$ | $0$ \n", " $011$ | $1$ \n", " $100$ | $0$ \n", " $101$ | $0$ \n", " $110$ | $1$ \n", " $111$ | $1$ \n" ], "text/plain": [ "" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "table(mystery)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "__Theorem:__ Let NAND-CIRC++ be the language that has on \n", "top of NAND-CIRC the following construct:\n", "```Python\n", "if (cond) {\n", " do something\n", "}``` \n", "then for every $f:\\{0,1\\}^n \\rightarrow \\{0,1\\}^m$, if $f$ is computable by a NAND-CIRC++ program, then $f$ \n", "is computable by a NAND-CIRC program." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "__Proof:__ First, can use `foo = IF(cond,bar,blah)` since we can compute `IF`.
\n", "Transform a line `foo = NAND(bar,blah)` in `do something` to\n", "```Python\n", "temp = NAND(bar,blah)\n", "foo = IF(cond,temp,foo)\n", "```" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "## The lookup function" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "We define $LOOKUP_\\ell(x,i)=x_i$ where $x\\in \\{0,1\\}^{2^\\ell}$ and $i\\in \\{0,1\\}^\\ell$.\n", "\n", "$$LOOKUP_1(x_0,x_1,i_0) = x_{i_0}$$\n", "\n", "$$LOOKUP_2(x_0,x_1,x_2,x_3,i_0,i_1) = x_{i_0 i_1} = \n", "\\begin{cases}x_0, & i_0=0,i_1 =0 \\\\ x_1, & i_0=0,i_1=1 \\\\\n", "x_2, & i_0 =1, i_1 =0 \\\\\n", "x_3, & i_0=1, i_1=1 \\end{cases}\n", "$$\n", "\n", "__Q:__ Compute $LOOKUP_1$, $LOOKUP_2$ using NANDs or AND/OR/NOTs - you can use `IF`" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 44, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [], "source": [ "def LOOKUP1(x_0,x_1,i_0): return IF(i_0,x_1,x_0)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 45, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "0 1 1 0\n" ] } ], "source": [ "def LOOKUP2(x_0,x_1,x_2,x_3,i_0,i_1):\n", " return IF(i_0,\n", " IF(i_1,x_3,x_2),\n", " IF(i_1,x_1,x_0)\n", " )\n", "\n", "x_0,x_1,x_2,x_3 = 0,1,1,0\n", "print(LOOKUP2(x_0,x_1,x_2,x_3,0,0),\n", " LOOKUP2(x_0,x_1,x_2,x_3,0,1),\n", " LOOKUP2(x_0,x_1,x_2,x_3,1,0),\n", " LOOKUP2(x_0,x_1,x_2,x_3,1,1))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 46, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 46, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "circuit(LOOKUP2)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 48, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "0 1 0\n" ] } ], "source": [ "def LOOKUP3(x_0,x_1,x_2,x_3,x_4,x_5,x_6,x_7,i_0,i_1,i_2):\n", " return IF(i_0,\n", " LOOKUP2(x_4,x_5,x_6,x_7,i_1,i_2),\n", " LOOKUP2(x_0,x_1,x_2,x_3,i_1,i_2))\n", "x_0,x_1,x_2,x_3,x_4,x_5,x_6,x_7 = 1,1,0,0,1,1,1,0\n", "print(LOOKUP3(x_0,x_1,x_2,x_3,x_4,x_5,x_6,x_7,0,1,0),\n", " LOOKUP3(x_0,x_1,x_2,x_3,x_4,x_5,x_6,x_7,1,0,0),\n", " LOOKUP3(x_0,x_1,x_2,x_3,x_4,x_5,x_6,x_7,1,1,1))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 49, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 49, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "circuit(LOOKUP3)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "__Q:__ Write a recursive equation for $LOOKUP_{\\ell+1}$ in terms of $LOOKUP_{\\ell}$." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "source": [ "$$LOOKUP_{\\ell+1}(x,i) = \\begin{cases} LOOKUP_\\ell(x_0,\\ldots,x_{2^{\\ell-1}-1},i_1,\\ldots,i_{\\ell-1}), & i_0 = 0 \\\\\n", "LOOKUP_\\ell(x_{2^{\\ell-1}},\\ldots,x_{2^{\\ell}-1},i_1,\\ldots,i_{\\ell-1}), & i_0 = 1 \\end{cases}$$" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 50, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "4 12 28\n" ] } ], "source": [ "print(circuit(IF).size(), circuit(LOOKUP2).size(), circuit(LOOKUP3).size())" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "source": [ "__Cor:__ $size(LOOKUP_{\\ell+1}) \\leq 2\\cdot size(LOOKUP_\\ell) + 4$" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "source": [ "__Cor:__ $LOOKUP_\\ell \\in SIZE(4 \\cdot 2^\\ell)$ for every $\\ell$.
\n", "$SIZE(s) := \\{ f \\;|\\; f \\text{ computable by circuit of $\\leq s$ gates } \\}$" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "
" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "![](cucumber.png)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "## More syntactic sugar" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "__Q:__ Let $one:\\{0,1\\} \\rightarrow \\{0,1\\}$ be the function $one(a)=1$ for $a\\in \\{0,1\\}$, and let $zero:\\{0,1\\} \\rightarrow \\{0,1\\}$\n", "be function $zero(a)=0$ for $a\\in \\{0,1\\}$. Give NAND circuits to compute $one$ and $zero$." ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 51, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "outputs": [ { "data": { "text/markdown": [ "_Input_ | _Output_\n", "--------|---------\n", " $0$ | $1$ \n", " $1$ | $1$ \n" ], "text/plain": [ "" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" }, { "data": { "text/markdown": [ "_Input_ | _Output_\n", "--------|---------\n", " $0$ | $0$ \n", " $1$ | $0$ \n" ], "text/plain": [ "" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "def one(a):\n", " return NAND(a,NAND(a,a))\n", "def zero(a):\n", " b = one(a)\n", " return NAND(b,b)\n", "table(one)\n", "table(zero)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 52, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 52, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "circuit(one)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 53, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 53, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "circuit(zero)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "__Corollary:__ Can add the function `LOOKUP` and the constants `0,1` to NAND-CIRC and get equivalent power." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "source": [ "__Corollary:__ For every $f:\\{0,1\\}^\\ell \\rightarrow \\{0,1\\}$, can compute $f$ using \n", "a circuit of size at most $10\\cdot 2^\\ell$." ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "## Even more sugar" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "source": [ "Define NAND-CIRC-PROC to be NAND-CIRC + procedure defining code\n", "\n", "Then can transform every NAND-CIRC-PROC program to NAND-CIRC program" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "import re" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def strip_empty_lines(code):\n", " lines = [l for l in code.split('\\n') if l and not l.isspace()]\n", " return \"\\n\".join(lines)+\"\\n\"" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def inline_proc(code, proc_name, proc_args,proc_body):\n", " code = strip_empty_lines(code)\n", " arglist = \",\".join([r\"([a-zA-Z0-9\\_\\[\\]]+)\" for i in range(len(proc_args))])\n", " regexp = fr'([a-zA-Z0-9\\_\\[\\]]+)\\s*=\\s*{proc_name}\\({arglist}\\)\\s*$'\n", " # captures \"variable = func_name(arguments)\" \n", " while True:\n", " m = re.search(regexp, code, re.MULTILINE)\n", " if not m: break\n", " newcode = proc_body \n", " for i in range(len(proc_args)): \n", " newcode = newcode.replace(proc_args[i], m.group(i+2))\n", " newcode = newcode.replace('return', m.group(1) + \" = \")\n", " code = code[:m.start()] + newcode + code[m.end()+1:]\n", " return code" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "blah = r'''temp = NAND(a,b)\n", "return NAND(b,c)\n", "'''\n", "\n", "code = r'''\n", "z = blah(x,y)\n", "w = blah(z,x)\n", "'''\n", "\n", "print(inline_proc(code,\"blah\",['a','b'],blah))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def parse_procs(code):\n", " \"\"\"Parse code that contain procedure definitions into a list of\n", " triples (name, arguments, body)\"\"\"\n", " code = strip_empty_lines(code)\n", " lines = code.split('\\n') \n", " regexp = r'def\\s+([a-zA-Z\\_0-9]+)\\(([\\sa-zA-Z0-9\\_,]+)\\)\\s*:\\s*'\n", " procs = []\n", " current_line = 0\n", " rest = \"\"\n", " while current_line < len(lines):\n", " m = re.match(regexp,lines[current_line])\n", " if m: \n", " current_line+= 1\n", " code = \"\"\n", " while current_line < len(lines) and lines[current_line][0]==' ':\n", " code += lines[current_line].strip()+'\\n'\n", " current_line += 1\n", " procs.append((m.group(1) , m.group(2).split(','), code))\n", " else:\n", " rest += lines[current_line]+'\\n'\n", " current_line += 1\n", " return rest, procs" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "outputs": [], "source": [ "def desugar(code):\n", " code, procs = parse_procs(code)\n", " for name,args,body in reversed(procs):\n", " code = inline_proc(code,name,args,body)\n", " return code" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 54, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [], "source": [ "# What does this do?\n", "sweetcode = r'''\n", "def NOT(a): \n", " return NAND(a,a)\n", " \n", "def AND(a,b):\n", " temp = NAND(a,b) \n", " return NOT(temp)\n", "\n", "def OR(a,b):\n", " temp1 = NOT(a)\n", " temp2 = NOT(b) \n", " return NAND(temp1,temp2)\n", "\n", "and1 = AND(X[0],X[1])\n", "and2 = AND(X[0],X[2])\n", "and3 = AND(X[1],X[2])\n", "or1 = OR(and1,and2)\n", "Y[0] = OR(or1,and3)\n", "'''" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 55, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/markdown": [ "_Input_ | _Output_\n", "--------|---------\n", " $000$ | $0$ \n", " $001$ | $0$ \n", " $010$ | $0$ \n", " $011$ | $1$ \n", " $100$ | $0$ \n", " $101$ | $1$ \n", " $110$ | $1$ \n", " $111$ | $1$ \n" ], "text/plain": [ "" ] }, "metadata": {}, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "sugarfree = desugar(sweetcode)\n", "table(sugarfree)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 56, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 56, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "circuit(sugarfree)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 57, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "fragment" } }, "outputs": [ { "name": "stdout", "output_type": "stream", "text": [ "temp = NAND(X[0],X[1])\n", "and1 = NAND(temp,temp)\n", "temp = NAND(X[0],X[2])\n", "and2 = NAND(temp,temp)\n", "temp = NAND(X[1],X[2])\n", "and3 = NAND(temp,temp)\n", "temp1 = NAND(and1,and1)\n", "temp2 = NAND(and2,and2)\n", "or1 = NAND(temp1,temp2)\n", "temp1 = NAND(or1,or1)\n", "temp2 = NAND(and3,and3)\n", "Y[0] = NAND(temp1,temp2)\n", "\n" ] } ], "source": [ "print(sugarfree)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "## Sugar all the way " ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def NOT(a): return NAND(a,a)\n", "def AND(a,b): return NOT(NAND(a,b))\n", "def OR(a,b): return NAND(NOT(a),NOT(b))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "GLOBAL_NANDONLY = True" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def MAJ(a,b,c):\n", " u = NAND(a,b)\n", " v = NAND(a,c)\n", " w = NAND(b,c)\n", " z = NAND(u,v)\n", " return NAND(w,NOT(z))" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "skip" } }, "outputs": [], "source": [ "def XOR(a,b):\n", " u = NAND(a,b)\n", " v = NAND(a,u)\n", " w = NAND(b,u)\n", " return NAND(v,w)\n", "\n", "def XOR3(a,b,c):\n", " return XOR(XOR(a,b),c)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 58, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 58, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "def ADD1(a,b):\n", " return AND(a,b),XOR(a,b)\n", "\n", "circuit(ADD1)" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "source": [ "
" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 59, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [ "[1, 1, 0]" ] }, "execution_count": 59, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" } ], "source": [ "def addnumbers(X,Y):\n", " n = len(X)\n", " Z = [0]*(n+1)\n", " carry = zero(X[0])\n", " for i in range(n-1,-1,-1):\n", " Z[i+1] = XOR3(X[i],Y[i],carry)\n", " carry = MAJ(carry,X[i],Y[i])\n", " Z[0] = carry\n", " return Z\n", "\n", "addnumbers([1,1],[1,1])" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 60, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "text/plain": [] }, "execution_count": 60, "metadata": {}, "output_type": "execute_result" }, { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "add2circ = circuit(addnumbers,2,2)\n", "add2circ" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [], "source": [ "table(add2circ)" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [], "source": [ "add2circ.size()" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": 61, "metadata": { "slideshow": { "slide_type": "slide" } }, "outputs": [ { "data": { "image/svg+xml": [ "\r\n", "\r\n", "\r\n", "\r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", " \r\n", "\r\n" ], "text/plain": [ "
" ] }, "metadata": { "needs_background": "light" }, "output_type": "display_data" } ], "source": [ "X = list(range(10,50,5))\n", "Y = [circuit(addnumbers,n,n).size() for n in X]\n", "import matplotlib.pyplot as plt\n", "plt.plot(X,Y)\n", "plt.ylabel('circuit size')\n", "plt.xlabel('input length')\n", "plt.show()" ] } ], "metadata": { "celltoolbar": "Slideshow", "kernelspec": { "display_name": "Python 3 (ipykernel)", "language": "python", "name": "python3" }, "language_info": { "codemirror_mode": { "name": "ipython", "version": 3 }, "file_extension": ".py", "mimetype": "text/x-python", "name": "python", "nbconvert_exporter": "python", "pygments_lexer": "ipython3", "version": "3.11.5" } }, "nbformat": 4, "nbformat_minor": 4 }