 |
|
Базові логічні елементи
Логічний елемент – це електронний пристрій, що реалізує одну з логічних операцій. Логічні елементи являють собою електронні пристрої, у яких оброблювана інформація закодована у вигляді двійкових чисел, відображуваних напругою (сигналом) високого і низького рівня.
Основними логічними функціями є:
- логічне заперечення (інверсія)
Y =;
- логічне додавання (диз'юнкція)
Y = X1 + X2 чи Y = X1 V X2;
- логічне множення (конь'юнкція)
Y = X1 · X2 чи Y = X1 L X2 .
Схеми, що реалізують логічні функції, називаються логічними елементами. Основні логічні елементи мають, як правило, один вихід (Y) і кілька входів, число яких дорівнює кількості аргументів (X1; X2; X3 ... XN ). На електричних схемах логічні елементи позначаються у вигляді прямокутників з висновками для вхідних (ліворуч) та вихідних (праворуч) змінних. Всередині прямокутника зображується символ, який вказує функціональне призначення елементу.
Логічні елементи використовуються для побудови інтегральних мікросхем, що виконують різні логічні і арифметичні операції що мають різне функціональне призначення.
Термін «логічні» прийшов в електроніку з алгебри логіки, що оперує зі змінними величинами і їхніми функціями, що можуть приймати тільки два значення: «істинно» чи «хибно». Для позначення чи істинності хибності висловлень використовують відповідно символи 1 чи 0. Кожна логічна перемінна може приймати тільки одне значення: 1 чи 0. Ці двійкові змінні і функції від них називаються логічними змінними і логічними функціями. Пристрої, що реалізують логічні функції, називаються логічними чи цифровими пристроями.
В цифровій електроніці використовуються елементи які володіють певними характеристиками та типом роботи. Для того, щоб вони працювали потрібно вибудувати спеціальний логічний ланцюжок, який дозволить об’єднати їх в спеціальну структуру яка б діяла за певними правилами не порушуючи їх та виконуючи поставлені перед нею завдання. Ці елементи мають спеціальну логіку за допомогою якої складаються в ще набагато складніші, які виконують ще важчі завдання.
Логічними елементами комп’ютерів є електронні схеми І, АБО, НЕ, І-НЕ, АБО-НЕ і інші. За допомогою цих схем можна реалізувати будь-яку логічну функцію, яка б заставила компоненти комп’ютера працювати.
Роботу логічних елементів описують за допомогою таблиць істинності. В цьому прикладі буде описано роботу елементів І, АБО, НЕ.
Схема «І» реалізує кон’юнкцію(логічне множення) двох або більш логічних значень. Одиниця на виході схеми «І» буде тоді і тільки тоді, коли на всіх входах будуть одиниці. Коли хоча б на одному вході буде нуль, на виході також буде нуль.
схема І
Операція кон’юнкції на функціональних схемах позначається знаком & (читається як «амперсэнд»), є скороченим записом англійського
слова «and».
Схема «АБО» реалізовує диз’юнкцію (логічне додавання) двох або більш логічних значень. Коли хоча б на одному вході схеми «АБО» буде одиниця, на її виході також буде одиниця. На схемі операція диз’юнкції позначається знаком «1».
Схема (інвертування) не реалізує операцію заперечення. Якщо на вході схеми 0, то на виході 1. Коли на вході 1 на виході 0. Для того щоб побачити різницю між простою схемою і схемою заперечення слід подивитись на позначення її виходу. На початку виходу присутній притаманний їй кружечок.
