Kompyuterlarni tashkil qilishning raqamli mantiqiy asoslari Mantiqiy sxemalar, triggerlar, summatorlar

Har qanday mantiqiy operatsiya uchta asosning kombinatsiyasi sifatida ifodalanishi mumkinligi sababli, ma'lumotni qayta ishlaydigan yoki saqlaydigan har qanday kompyuter qurilmalari, “gi’shtchalar" singari asosiy mantiqiy elementlardan yig'ilishi mumkin.

Kompyuterning mantiqiy elementlari elektr impulsi bo'lgan signallar bilan ishlaydi. Impuls bor - signalning mantiqiy ma'nosi - 1, impuls yo'q - 0. Argumentlarning signal-qiymatlari mantiqiy elementning kirish joylariga etib boradi, chiqishda funksiya signal-qiymati paydo bo'ladi.

Signalning mantiqiy elementga aylanishi holat jadvali bilan belgilanadi, bu aslida mantiqiy funksiyaga mos keladigan chinlik jadvali bo'lib, faqat mantiqiy sxemalar ko'rinishida taqdim etiladi. Bunday shaklda mantiqiy operatsiyalar zanjirlarini namoyish qilish va ularning hisob-kitoblarini bajarish qulay.

Ushbu sxemalarning kirishiga 0 yoki 1 ga teng bo‘lgan mantiqiy o‘zgaruvchilar beriladi, ularning chiqishida esa, yana o‘sha mantiqiy qiymatlarni qabul qila olishi mumkin bo‘lgan funksiyalarning, ya’ni Bul funksiyalarining qiymatlari olinadi. Sxemalarda mantiqiy qiymatlar ma’lum bir kattalikdagi kuchlanishlar bilan ifodalanadi. Odatda mantiqiy 0-ga 0 dan 1 V-gacha bo‘lgan kuchlanish, mantiqiy 1-ga esa 2 dan 5 V-gacha bo‘lgan kuchlanishlar mos keladi. TTL va ESL texnologiyalarida mantiqiy 1-ga to‘g‘ri keladigan kuchlanishning maksimal qiymati 5V, MOP texnologiyasida esa +3,3V bo‘lishi mumkin.

EMAS mantiqiy ventili
Rasmda ko’rsatilgandek NOT ventili bitta A va bitta Y chiqishga ega. Bundan tashqari, Y chiqish signali A kirish signaliga qarama-qarshi signaldir yoki inventirlangan (teskarilangan) A (inversed A). Agar A kirishda signal YOLG’ON bo'lsa, u holda Y chiqishda signal CHIN bo’ladi. Rasmda chinlik jadvali va Bul mantiqiy tenglamasi ham keltirilgan.
Bufer
Bitta kirishli mantiqiy ventilga yana bir misoli, rasmda ko’rsatilgan bufer (buffer) hisoblanadi. Bufer shunchaki kirish signalini chiqishga ko’chiradi.
Agar biz buferni mantiqiy sxemaning bir qismi deb hisoblasak, unda bunday element oddiy simdan farq qilmaydi va befoyda ko’rinishi mumkin. Shu bilan birga, analog darajada bufer ishlab chiqilayotgan qurilmaning normal ishlashi uchun zarur bo’lgan xususiyatlarni taqdim etishi mumkin.
Bufer, masalan, elektrodvigatekga katta tokni o’tkazish yoki signalni bir vaqtning o’zida bir nechta mantiqiy elementlarga tez uzatish uchun kerak. Bu, agar biz ushbu tizimni to’liq tushunishni istasak, har qanday tizimni bir necha darajadagi abstraktsiyadan ko’rib chiqish zarurligini isbotloshga yana bir misol. Buferni faqat abstraktsiyaning raqamli darajasi pozitsiyasidan ko’rib chiqish, uning haqiqiy funksiyasini aniqlashga imkon bermaydi.
VA mantiqiy ventili
Ikkita kirish signallga ega bo'lgan mantiqiy ventillar EMAS ventili va buferga qaraganda ancha qiziqroq. Rasmda ko’rsatilgan VA (AND gate) ventili, faqat A va B kirishlari CHIN bo’lsagina, Y qiymati CHIN qiymatni chiqaradi. Qolgan barcha hollarda, chiqish signali Y YOLG’ON qiymatga ega bo’ladi.
VA mantiqiy elementi uchun Bul mantig’i bir necha usul bilan yozilishi mumkin: Y = A • B, Y = AB yoki Y = A ∩ B.
YOKI mantiqiy ventili
Rasmda keltirilgan YOKI ventili, agar A yoki B ikkita kirish signalining kamida bittasi CHIN bo’lsa, Y chiqishiga CHIN qiymatini chiqaradi. YOKI ventili uchun Bul mantiqiy tenglamasi Y = A + B yoki Y = A ∪ B shaklida yoziladi.
∪ belgisi "birlashma" kabi o’qiladi.
Ikkita kirish signalli boshqa mantiqiy elementlar
Misollar