Бүх тоон технологид суурилсан Булийн алгебрийн хувьд электрон элементүүд хэд хэдэн тодорхой үйлдлийг гүйцэтгэх ёстой. Энэ бол логик үндэслэл гэж нэрлэгддэг зүйл юм. Энд гурван үндсэн алхам байна:

OR - логик нэмэлт ( салгах) - ЭСВЭЛ;

БА - логик үржүүлэх ( холбоос) - БА;

БИШ - логик үгүйсгэлт ( урвуу байдал) - ҮГҮЙ.

Эерэг логикийг үндэс болгон авч үзье, дээд түвшин нь "1", доод түвшинг "0" гэж авна. Логик үйлдлүүд хэрхэн хийгдэж байгааг харахад хялбар болгохын тулд логик функц бүрийн үнэний хүснэгтүүд байдаг. "Ба" ба "эсвэл" логик функцийг хэрэгжүүлэх нь оролтын дохионы тоог дор хаяж хоёр гэсэн үг гэдгийг шууд ойлгоход хэцүү биш боловч илүү олон байж болно.

Логик I элемент.

Зураг нь элементийн үнэний хүснэгтийг харуулж байна " БА"хоёр оролттой. Эхний оролтод нэг байгаа тохиолдолд л логик нь элементийн гаралт дээр гарч ирдэг нь тодорхой харагдаж байна. Тэгээдхоёр дахь дээр. Бусад гурван тохиолдолд гаралт нь тэг болно.

X1 оруулах	X2 оролт	Гаралт Y
0	0	0
1	0	0
0	1	0
1	1	1

Асаалттай хэлхээний диаграммууд"AND" логик элементийг дараах байдлаар тэмдэглэв.

Гадаад диаграмм дээр "I" элементийн тэмдэглэгээ нь өөр тоймтой байдаг. Үүнийг товчхон гэж нэрлэдэг БА.

ЭСВЭЛ хаалга.

Бүрэлдэхүүн " ЭСВЭЛ"Хоёр оролттой бол энэ нь арай өөрөөр ажилладаг. Эхний оролтод логик нэг нь хангалттай эсвэлхоёр дахь нь логик гаралттай байх болно. Хоёр нэгж нь нэгийг нь гаралт болгон өгөх болно.

X1 оруулах	X2 оролт	Гаралт Y
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	1

Диаграммд "OR" элементийг дараах байдлаар дүрсэлсэн болно.

Гадаад диаграмм дээр үүнийг арай өөрөөр дүрсэлсэн бөгөөд элемент гэж нэрлэдэг ЭСВЭЛ.

Логик элемент ҮГҮЙ.

Хувиргах функцийг гүйцэтгэдэг элемент " ҮГҮЙ"Нэг оролт, нэг гаралттай. Энэ нь дохионы түвшинг өөрчилдөг. Оролтын бага потенциал нь гаралтад өндөр потенциал өгдөг ба эсрэгээр.

X оруулах	Гаралт Y
0	1
1	0

Үүнийг диаграммд ингэж харуулав.

Гадаадын баримт бичигт "БИШ" элементийг дараах байдлаар дүрсэлсэн байдаг. Үүнийг товчхон гэж нэрлэдэг ҮГҮЙ.

Нэгдсэн хэлхээний эдгээр бүх элементүүдийг янз бүрийн хослолоор нэгтгэж болно. Эдгээр нь элементүүд юм: БА-БИШ, ЭСВЭЛ-БИШ, мөн илүү төвөгтэй тохиргоонууд. Тэдний тухай бас ярих цаг болжээ.

Логик элемент 2 БА-БИШ.

Интеграцийн бага зэрэгтэй транзистор-транзистор логикийн (TTL) K155 цувралын жишээг ашиглан хэд хэдэн бодит логик элементүүдийг авч үзье. Зураг дээр бие даасан дөрвөн элемент агуулсан нэгэн цагт маш алдартай K155LA3 микро схемийг харуулж байна 2БИ - ҮГҮЙ. Дашрамд хэлэхэд, түүний тусламжтайгаар та энгийн гэрэлт цамхагийг микро схем дээр угсарч болно.

Энэ тоо нь логик элементийн оролтын тоог үргэлж заадаг. Энэ тохиолдолд энэ нь гаралтын дохио нь урвуу байдаг хоёр оролттой "AND" элемент юм. Урвуу, "0" нь "1" болж, "1" нь "0" болж хувирдаг. анхаарлаа хандуулъя гаралт дээрх тойрог нь урвуу байдлын тэмдэг юм. Ижил цувралд 3I-NOT, 4I-NOT гэсэн элементүүд байдаг бөгөөд энэ нь өөр өөр тооны оролттой (3, 4 гэх мэт) "БА" элементүүдийг илэрхийлдэг.

Та аль хэдийн ойлгосноор 2I-NOT гэсэн нэг элементийг ингэж дүрсэлсэн байна.

Үндсэндээ энэ нь хоёр хосолсон элементийн хялбаршуулсан зураг юм: гаралт дээрх 2I элемент ба NOT элемент.

БА-БИШ элементийн гадаад тэмдэглэгээ (энэ тохиолдолд 2I-БИШ). Дуудсан NAND.

2I-NOT элементийн үнэний хүснэгт.

X1 оруулах	X2 оролт	Гаралт Y
0	0	1
1	0	1
0	1	1
1	1	0

2I - БИШ элементийн үнэний хүснэгтэд бид инвертерийн ачаар "I" элементийн эсрэг талын зургийг олж авдаг. Гурван тэг, нэгээс ялгаатай нь бид гурван нэг, нэг тэгтэй. AND - NOT элементийг ихэвчлэн Schaeffer элемент гэж нэрлэдэг.

Логик элемент 2 ЭСВЭЛ-БИШ.

Логик элемент 2 ЭСВЭЛ - ҮГҮЙ K155 цувралд 155LE1 микро схемээр дүрслэгдсэн. Энэ нь нэг орон сууцанд дөрвөн бие даасан элементийг агуулдаг. Үнэний хүснэгт нь гаралтын дохиог урвуулан ашиглахдаа "OR" хэлхээнээс ялгаатай.

2OR-БИШ логик хаалганы үнэний хүснэгт.

X1 оруулах	X2 оролт	Гаралт Y
0	0	1
1	0	0
0	1	0
1	1	0

Диаграм дээрх зураг.

Гадаадаар ингэж дүрсэлсэн байдаг. гэж нэрлэдэг НОР.

Хоёр оролтод бага чадавхийг нэгэн зэрэг хэрэглэснээс үүдэн бид гаралт дээр ганц л өндөр потенциалтай байна. Энд, бусад хэлхээний диаграмын нэгэн адил гаралтын тойрог нь дохиог эргүүлэхийг хэлнэ. AND - NOT ба OR - NOT схемүүд ихэвчлэн олддог тул функц бүр өөрийн гэсэн байдаг бэлэг тэмдэг. БА - ҮГҮЙ функцийг " дүрсээр илэрхийлнэ. & "болон OR функцийг тэмдэглэгээгүй" 1 ".

Тусдаа инвертерийн хувьд үнэний хүснэгтийг дээр дурдсан болно. Нэг орон сууцны инвертерийн тоо зургаад хүрч болно гэдгийг нэмж болно.

Логик элемент "онцгой OR".

Үндсэн логик элементүүдийн дунд "онцгой OR" функцийг хэрэгжүүлдэг элементийг оруулах нь заншилтай байдаг. Үгүй бол энэ функцийг "тэнцүү байдал" гэж нэрлэдэг.

Зөвхөн оролтын дохио нь тэгш бус байвал өндөр гаралтын боломж бий болно. Өөрөөр хэлбэл, оролтын нэг нь нэг, нөгөө нь тэг байх ёстой. Хэрэв логик элементийн гаралт дээр инвертер байгаа бол эсрэг функцийг гүйцэтгэдэг - "тэнцүү байдал". Хоёр оролт дээрх дохио ижил байх үед өндөр гаралтын боломж гарч ирнэ.

Үнэний хүснэгт.

X1 оруулах	X2 оролт	Гаралт Y
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	0

Эдгээр логик элементүүд нь нэмэгчээс хэрэглээгээ олдог. "Онцгой OR"-ыг диаграммд "нэгжийн өмнө тэнцүү тэмдгээр дүрсэлсэн болно" =1 ".

Гадаад хэв маягаар "онцгой OR" гэж нэрлэдэг XORмөн диаграм дээр тэд үүнийг ингэж зурдаг.

Үндсэн логик функцийг маш олон удаа гүйцэтгэдэг дээрх логик элементүүдээс гадна янз бүрийн хослолд нэгтгэсэн элементүүдийг ашигладаг. Жишээлбэл, K555LR4. Үүнийг маш нухацтай 2-4 БА-2 ЭСВЭЛ-БИШ гэж нэрлэдэг.

Микро схем нь үндсэн логик элемент биш тул түүний үнэний хүснэгтийг өгөөгүй болно. Ийм бичил схемүүд нь тусгай функцийг гүйцэтгэдэг бөгөөд өгөгдсөн жишээнээс хамаагүй илүү төвөгтэй байдаг. Логик үндэс нь "AND" ба "OR" гэсэн энгийн элементүүдийг агуулдаг. Гэхдээ тэдгээрийг маш бага ашигладаг. Яагаад энэ логикийг транзистор-транзистор логик гэж нэрлэдэг юм бол гэж гайхаж магадгүй.

Хэрэв та лавлах ном зохиолоос K155LA3 микро схемээс БУС 2I элементийн диаграммыг харвал тэнд хэд хэдэн транзистор ба резисторыг харж болно. Үнэн хэрэгтээ эдгээр микро схемд резистор эсвэл диод байдаггүй. Цахиурын талст дээр зөвхөн транзисторыг стенилээр цацаж, резистор ба диодын үүргийг транзисторуудын ялгаруулагч уулзвараар гүйцэтгэдэг. Үүнээс гадна олон эмиттерт транзисторыг TTL логикт өргөн ашигладаг. Жишээлбэл, 4I элементийн оролт дээр дөрвөн ялгаруулагч байдаг

Оролтын өгөгдөл дээр зарим логик үйлдлийг гүйцэтгэх зориулалттай цахилгаан хэлхээг логик элемент гэнэ. Оролтын өгөгдлийг энд янз бүрийн түвшний хүчдэл хэлбэрээр дүрсэлсэн бөгөөд гаралт дээрх логик үйлдлийн үр дүнг тодорхой түвшний хүчдэл хэлбэрээр олж авдаг.

Энэ тохиолдолд операндуудыг нийлүүлдэг - логик элементийн оролт дээр өндөр эсвэл бага түвшний хүчдэлийн дохиог хүлээн авдаг бөгөөд энэ нь үндсэндээ оролтын өгөгдлийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Тиймээс өндөр түвшний хүчдэл - логик 1 нь операндын үнэн утгыг, бага түвшний хүчдэл 0 - худал утгыг илэрхийлдэг. 1 - ҮНЭН, 0 - ХУДАЛ.

Логик элемент- оролт ба гаралтын дохионы хооронд тодорхой логик харилцааг хэрэгжүүлдэг элемент. Логик хэлхээг бүтээхэд логик хаалга ихэвчлэн ашиглагддаг компьютерууд, салангид автомат хяналт ба хяналтын хэлхээнүүд. Бүх төрлийн логик элементүүд нь физик шинж чанараас үл хамааран оролт, гаралтын дохионы салангид утгуудаар тодорхойлогддог.

Логик элементүүд нь нэг буюу хэд хэдэн оролт, нэг буюу хоёр (ихэвчлэн бие биенээсээ урвуу) гаралттай байдаг. Логик элементүүдийн гаралтын дохионуудын "тэг" ба "нэг" утгыг тухайн элементийн гүйцэтгэх логик функцээр, мөн оролтын дохионы "тэг" ба "нэг" гэсэн утгуудаар тодорхойлно. бие даасан хувьсагчийн үүрэг. Аливаа нарийн төвөгтэй логик функцийг бүрдүүлж болох энгийн логик функцууд байдаг.

Элементийн хэлхээний дизайнаас хамааран түүний цахилгаан параметрүүд, Оролт ба гаралтын логик түвшин (өндөр ба бага хүчдэлийн түвшин) нь өндөр ба бага (үнэн ба худал) төлөвийн хувьд ижил утгатай байна.

Уламжлал ёсоор логик элементүүдийг тусгай радио бүрэлдэхүүн хэсгүүд - нэгдсэн хэлхээний хэлбэрээр үйлдвэрлэдэг. Холболт, салгах, үгүйсгэх, модулийн нэмэх (AND, OR, NOT, XOR) зэрэг логик үйлдлүүд нь логик хаалганы үндсэн төрлүүд дээр хийгддэг үндсэн үйлдлүүд юм. Дараа нь эдгээр төрлийн логик элемент бүрийг илүү нарийвчлан авч үзье.

Логик элемент "AND" - холболт, логик үржүүлэх, БА

“AND” нь оролтын өгөгдөл дээр холболт эсвэл логик үржүүлэх үйлдлийг гүйцэтгэдэг логик элемент юм. Энэ элемент нь 2-оос 8 (үйлдвэрлэлд хамгийн түгээмэл нь 2, 3, 4, 8 оролттой “AND” элементүүд) оролт ба нэг гаралттай байж болно.

Өөр өөр тооны оролттой "AND" логик элементүүдийн тэмдгүүдийг зурагт үзүүлэв. Текстэд тодорхой тооны оролттой "БА" логик элементийг "2I", "4I" гэх мэтээр тэмдэглэсэн - хоёр оролттой, дөрвөн оролттой "БА" элемент гэх мэт.

2I элементийн үнэний хүснэгтээс харахад эхний оролтод, хоёр дахь оролтод логик нь нэгэн зэрэг байх тохиолдолд л элементийн гаралт нь логик байх болно. Үлдсэн гурван боломжит тохиолдолд гаралт нь тэг болно.

Барууны диаграммд I элементийн дүрс нь оролтод шулуун шугам, гаралт дээр дугуйрсан шугамтай байдаг. Дотоодын диаграмм дээр - "&" тэмдэг бүхий тэгш өнцөгт.

Логик элемент "OR" - салгах, логик нэмэх, OR

“OR” нь оролтын өгөгдөл дээр салгах эсвэл логик нэмэх үйлдлийг гүйцэтгэдэг логик элемент юм. Энэ нь "I" элементийн нэгэн адил хоёр, гурав, дөрөв гэх мэт оролт, нэг гаралттай байдаг. Өөр өөр тооны оролттой "OR" логик элементүүдийн тэмдгүүдийг зурагт үзүүлэв. Эдгээр элементүүдийг дараах байдлаар тэмдэглэв: 2OR, 3OR, 4OR, гэх мэт.

“2OR” элементийн үнэний хүснэгтээс харахад логик нь гаралт дээр гарч ирэхийн тулд логик нь эхний оролт дээр ЭСВЭЛ хоёр дахь оролт дээр байх нь хангалттай гэдгийг харуулж байна. Хэрэв хоёр оролт дээр логик нь байвал гаралт нь бас нэг байх болно.

Барууны диаграммд "OR" элементийн дүрс нь бөөрөнхий оролттой, бөөрөнхий хэлбэртэй, үзүүртэй гаралттай байдаг. Дотоодын диаграмм дээр "1" тэмдэг бүхий тэгш өнцөгт байдаг.

Логик элемент "БИШ" - үгүйсгэх, инвертер, БИШ

“БИШ” нь оролтын өгөгдөл дээр логик үгүйсгэх үйлдлийг гүйцэтгэдэг логик элемент юм. Нэг гаралттай, зөвхөн нэг оролттой энэ элементийг мөн инвертер гэж нэрлэдэг, учир нь энэ нь үнэхээр оролтын дохиог эргүүлдэг (урвуу болгодог). Зураг дээр "БИШ" логик элементийн тэмдгийг харуулж байна.

Инвертерийн үнэний хүснэгтээс харахад өндөр оролтын потенциал нь бага гаралтын потенциалыг үүсгэдэг ба эсрэгээр.

Барууны диаграммд "БИШ" элементийн дүрс нь гаралт дээр тойрог бүхий гурвалжин хэлбэртэй байна. Дотоодын диаграм дээр "1" тэмдэг бүхий тэгш өнцөгт, гаралт дээр тойрог байдаг.

Логик элемент "NAND" - үгүйсгэх, NAND бүхий холболт (логик үржүүлэх).

“БА-БИШ” гэдэг нь оролтын өгөгдөл дээр логик нэмэх үйлдлийг гүйцэтгэдэг логик элемент бөгөөд дараа нь логик үгүйсгэх үйлдлээр үр дүнг гаралт руу илгээдэг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь үндсэндээ “БИШ” элементээр нөхөгдөх “БӨН” элемент юм. Зураг дээр "2 БА-БИШ" логик элементийн тэмдгийг харуулж байна.

NAND хаалганы үнэний хүснэгт нь AND хаалганы үнэний хүснэгтийн эсрэг байна. Гурав, нэг тэгийн оронд гурван нэг, тэг байна. NAND элементийг 1913 онд түүний ач холбогдлыг анх тэмдэглэсэн математикч Генри Морис Шефферийн дурсгалд зориулан "Шеффер элемент" гэж нэрлэдэг. Зөвхөн гаралт дээр тойрогтой "Би" гэж тэмдэглэнэ.

Логик элемент "OR-NOT" - disjunction (логик нэмэх) нь үгүйсгэх, NOR

“OR-NOT” нь оролтын өгөгдөл дээр логик нэмэх үйлдлийг гүйцэтгэдэг логик элемент бөгөөд дараа нь логик үгүйсгэх үйлдлээр үр дүнг гаралт руу илгээдэг. Өөрөөр хэлбэл, энэ нь "БИШ" элемент - инвертерээр нэмэлт "OR" элемент юм. Зураг дээр "2OR-NOT" логик элементийн тэмдгийг харуулж байна.

OR хаалганы үнэний хүснэгт нь OR хаалганы үнэний хүснэгтийн эсрэг байна. Өндөр гаралтын потенциалыг зөвхөн нэг тохиолдолд олж авдаг - бага потенциалыг хоёр оролтод нэгэн зэрэг хэрэглэнэ. Үүнийг "OR" гэж тэмдэглэсэн бөгөөд зөвхөн гаралт дээр урвуу байдлыг харуулсан тойрог байна.

Логик хаалга "онцгой OR" - нэмэлт модуль 2, XOR

“Онцгой OR” нь оролтын өгөгдөл дээр логик нэмэх үйлдлийн модуль 2-ыг гүйцэтгэдэг логик элемент бөгөөд хоёр оролт, нэг гаралттай. Ихэнхдээ эдгээр элементүүдийг хяналтын хэлхээнд ашигладаг. Зураг нь энэ элементийн тэмдгийг харуулж байна.

Барууны хэлхээн дэх дүрс нь оролтын талдаа нэмэлт муруй тууз бүхий "OR" шиг, дотоодынх нь "OR" шиг, зөвхөн "1"-ийн оронд "=1" гэж бичнэ.

Энэ логик элементийг мөн "тэнцүү байдал" гэж нэрлэдэг. Өндөр хүчдэлийн түвшин нь оролтын дохионууд тэнцүү биш (нэг нь нэг, нөгөө нь тэг, эсвэл нэг нь тэг, нөгөө нь нэг) үед л гаралт дээр байх болно. Үүний зэрэгцээ гаралт нь тэг байх болно - энэ нь "OR" -ын ялгаа юм. Эдгээр логик элементүүдийг нэмэгчид өргөнөөр ашигладаг.

Зан төлөв

Онцгой OR, Exclusive NOR, Odd, Even элементүүд нь оролтын утгуудын харгалзах функцийг тооцоолж, үр дүнг гаргадаг.

Анхдагч байдлаар, холболтгүй оролтыг үл тоомсорлодог, өөрөөр хэлбэл оролтууд нь тэдгээрт холбогдсон ямар нэгэн зүйл байхгүй бол утас ч биш. Тиймээс та 5 оролттой элемент нэмж болно, гэхдээ зөвхөн хоёр оролтыг холбох ба энэ нь 2 оролттой элементийн үүрэг гүйцэтгэх болно; Энэ нь таныг элемент үүсгэх бүрт оролтын тоог тохируулах талаар санаа зовохоос аврах болно. (Хэрэв бүх оролтууд холбогдоогүй бол гаралтын алдааны утга байна X.) Зарим хэрэглэгчид Logisim-г бүх оролтыг холбохыг шаарддаг, учир нь энэ нь бодит элементүүдтэй таарч байна. Та Төсөл > Сонголтууд..., Загварчлалын таб руу орж, Тодорхой бус байдлын элементийн гаралтын хувьд тодорхойгүй оролтын алдаа сонголтыг сонгосноор энэ үйлдлийг идэвхжүүлж болно.

Элементүүдийн хоёр оролттой үнэний хүснэгт дараах байдалтай байна.

x	y	Онцгой OR	Онцгой ЭСВЭЛ ҮГҮЙ	Хачирхалтай паритет	Паритет
0	0	0	1	0	1
0	1	1	0	1	0
1	0	1	0	1	0
1	1	0	1	0	1

Таны харж байгаагаар Odd болон XOR хаалга нь хоёр оролттой үед адилхан ажилладаг; үүнтэй адилаар Паритет ба Онцгой NOR элементүүд нь адилхан ажилладаг. Гэхдээ тодорхой утгатай хоёроос олон оролт байгаа бол нэг нь яг нэг оролттой үед Exclusive OR элемент нь 1-ийг гаргана, харин сондгой тооны оролттой үед нэг нь Odd элемент нь 1-ийг гаргана. XOR хаалга нь нэгтэй оролтыг хатуу хийх үед гаралт дээр 1-ийг гаргана Үгүйнэг, харин Паритын элемент нь нэгтэй тэнцүү тооны оролттой үед 1-ийг өгнө. XOR болон XNOR хаалганууд нь Олон оролтын зан төлөв гэж нэрлэгддэг атрибуттай бөгөөд тэдгээрийг сондгой ба тэгш хаалганы үйлдлийг ашиглахаар тохируулах боломжийг олгодог.

Хэрэв оролтын аль нэг нь алдааны утгатай (жишээлбэл, ижил утсанд зөрчилтэй утгуудыг нийлүүлсэн бол) эсвэл хөвөгч утгатай байвал гаралт нь алдааны утга болно.

Элемент бүрийн олон битийн хувилбарууд нь нэг битийн хөрвүүлэлтийг оролтууд дээр битийн дагуу хийнэ.

Жич:Олон шинжээчид XOR буржгар элементийн зан байдал нь Сонирхолтой элементийн зан төлөвтэй тохирч байх ёстой гэж маргадаг боловч энэ талаар тохиролцоонд хүрээгүй байна. Logisim-ийн XOR элементийн өгөгдмөл үйлдэл нь IEEE 91 стандарт дээр суурилдаг. Энэ нь мөн нэр томъёоны зөн совингийн ойлголттой нийцдэг. Онцгой OR: Төмс, лууван, ногоон вандуй, вандуйны нухаш идэхийг хүсч байна уу гэж асуусан зөөгч зарим мэргэжилтнүүдийн хэлснээс үл хамааран гурван сонголтыг биш, зөвхөн нэг сонголтыг хүлээн авна. (Гэхдээ би энэ мэдэгдлийг нухацтай туршиж үзээгүй гэдгээ хүлээн зөвшөөрөх ёстой.) Та XOR болон XNOR хаалгыг олон оролтын зан үйлийн шинж чанарыг өөрчилснөөр аль нэг хувилбарыг ашиглахаар тохируулж болно.

Харилцагчид (бүрэлдэхүүн хэсэг нь зүүн тийш харсан гэж үзвэл)

Баруун ирмэг (оролт, битийн өргөн нь Data Bits шинж чанартай тохирч байна)

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн оролтууд. Number of inputs шинж чанарт заасны дагуу тэдгээрийн олон байх болно.

Хэрэв та буржгар элементүүдийг ашиглавал XOR болон XNOR элементүүдийн баруун ирмэг муруй болно гэдгийг анхаарна уу. Гэсэн хэдий ч оролтын зүү бараг байрладаггүй. Logisim үүнийг харуулахын тулд богино сегментүүдийг зурдаг; хэрвээ та сегментийг давхцуулах юм бол програм таныг үүнийг давхцуулахыг хүсээгүй гэж анхааруулахгүйгээр таамаглах болно. "Хэвлэх харагдац"-ыг ашиглах үед утастай холбогдоогүй бол эдгээр сегментүүдийг зурахгүй.

Зүүн ирмэг (гаралт, битийн өргөн нь Data Bits шинж чанартай тохирч байна)

Дээр дурдсанчлан оролтын одоогийн утгууд дээр үндэслэн утгыг нь тооцдог элементийн гаралт.

Атрибутууд

Бүрэлдэхүүн хэсэг сонгогдсон эсвэл аль хэдийн нэмэгдсэн үед 0-ээс 9 хүртэлх товчлуурууд нь Оролтын тоон шинж чанарыг өөрчилдөг, Alt-0-ээс Alt-9 нь Data Bits шинж чанарыг өөрчилдөг ба сумтай товчлуурууд нь Direction шинж чанарыг өөрчилдөг.

Чиглэл Бүрэлдэхүүн хэсгийн чиглэл (түүний оролттой харьцуулахад гаралт). Өгөгдлийн бит Бүрэлдэхүүн хэсгийн оролт гаралтын өргөн. Элементийн хэмжээ Бүрэлдэхүүн хэсгийн өргөн эсвэл нарийн хувилбарыг үзүүлэх эсэхийг тодорхойлно. Энэ нь Оролтын тоо атрибутаар тодорхойлогддог оролтын тоонд нөлөөлөхгүй; гэхдээ хэрэв оролтын тоо 3 (нарийн бүрэлдэхүүн хэсгийн хувьд) эсвэл 5 (өргөн хэсгийн хувьд) -ээс хэтэрсэн тохиолдолд элементийг хүссэн тооны оролтыг хангахын тулд "далавч" -аар дүрслэнэ. Оролтын тоо Бүрэлдэхүүн хэсэг нь баруун захад хэдэн тээглүүртэй байхыг тодорхойлно. Олон оролтын горим (зөвхөн XOR ба XNOR) Гурав буюу түүнээс дээш оролттой үед XOR болон XNOR хаалганы гаралт нь 1 нь нэг оролт (анхдагч) эсвэл сондгой тооны оролт дээр суурилна. .

Бит нь 0 (Худал) эсвэл 1 (Үнэн) гэсэн хоёр утгын аль нэгийг хадгалдаг тул мэдээллийн хэмжээг хэмжих хамгийн бага нэгж юм. Худал ба Үнэнийг оросоор худал, үнэн гэж орчуулдаг. Өөрөөр хэлбэл, нэг битийн эс нь нэг удаад хоёр боломжтой байдлаас зөвхөн нэг төлөвт байж болно. Бит эсийн боломжит хоёр төлөв нь 1 ба 0 гэдгийг сануулъя.
Битийг удирдах тодорхой үйлдлүүд байдаг. Эдгээр үйлдлүүдийг логик эсвэл гэж нэрлэдэг Булийн үйлдлүүд, энэ шинжлэх ухааны салбарыг хөгжүүлэхэд хувь нэмрээ оруулсан математикчдийн нэг Жорж Буллийн (1815-1864) нэрээр нэрлэгдсэн.
Эдгээр бүх үйлдлийг 0 (тэг) эсвэл 1 (нэг) утгатай эсэхээс үл хамааран дурын битэд хэрэглэж болно. Үндсэн логик үйлдлүүд ба тэдгээрийн хэрэглээний жишээг доор харуулав.

Логик БА үйл ажиллагаа

БА Тэмдэглэгээ: &

Логик AND үйлдэл нь хоёр бит дээр хийгддэг бөгөөд тэдгээрийг a, b гэж нэрлэе. AND логик үйлдлийг гүйцэтгэсний үр дүн нь 1-тэй тэнцүү байх бөгөөд хэрэв a ба b нь 1-тэй тэнцүү бол бусад бүх тохиолдолд үр дүн нь 0-тэй тэнцүү байна. Бид логик үйлдлийн үнэний хүснэгтийг харна.

a(бит 1)	b(бит 2)	a(бит 1) ба b(бит 2)
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Логик OR үйл ажиллагаа

ЭСВЭЛ тэмдэглэгээ: |

Логик OR үйлдлийг хоёр бит (a ба b) дээр гүйцэтгэдэг. Хэрэв a ба b нь 0 (тэг) -тэй тэнцүү бол логик OR үйлдлийн үр дүн 0 байх ба бусад бүх (бусад) тохиолдолд үр дүн нь 1 (нэг) болно. Бид OR логик үйлдлийн үнэний хүснэгтийг харна.

a(бит 1)	b(бит 2)	a(бит 1) | b(бит 2)
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

Логик үйлдэл онцгой OR (XOR).

XOR тэмдэглэгээ: ^
Логик онцгой OR үйлдлийг хоёр бит (a ба b) дээр гүйцэтгэдэг. Логик XOR үйлдлийн үр дүн нь a эсвэл b битийн аль нэг нь 1 (нэг) бол 1 (нэг) байх болно, эс тэгвээс үр дүн нь 0 (тэг) болно. Бид онцгой OR логик үйлдлийн үнэний хүснэгтийг харна.

a(бит 1)	b(бит 2)	a(бит 1) ^ b(бит 2)
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

Логик үйлдэл ҮГҮЙ (үгүй)

Тэмдэглэгээ ҮГҮЙ: ~
Логик үйлдлийг нэг бит дээр хийхгүй. Энэхүү логик үйлдлийн үр дүн нь битийн төлөвөөс шууд хамаарна. Хэрэв бит тэг төлөвт байсан бол NOT-ийн үр дүн нэгтэй тэнцүү ба эсрэгээр байх болно. Бид БИШ логик үйлдлийн үнэний хүснэгтийг хардаг.

a(бит 1)	~a(битийг үгүйсгэх)
0	1
1	0

Эдгээр 4 логик үйлдлийг санаарай. Эдгээр логик үйлдлүүдийг ашиглан бид ямар ч боломжит үр дүнд хүрч чадна. C++ хэл дээр логик үйлдлүүдийг ашиглах талаар дэлгэрэнгүй уншина уу.

Онцгой OR элементүүдийг (Англи хэлээр - Exclusive-OR) мөн хамгийн энгийн элементүүд гэж ангилж болох боловч тэдгээрийн гүйцэтгэдэг функц нь AND элемент эсвэл OR элементийнхээс арай илүү төвөгтэй байдаг. XOR хаалганы бүх оролт нь тэнцүү боловч ямар ч оролт нь гаралтыг нэг эсвэл тэг болгож бусад оролтыг хааж чадахгүй.

Цагаан будаа. 4.1.Элементүүдийн тэмдэглэгээ Онцгой OR: гадаад (зүүн) ба дотоодын (баруун)

Онцгой OR функц нь дараахыг хэлнэ: зөвхөн нэг оролттой үед нэг нь гаралт дээр гарч ирнэ. Хэрэв оролтонд хоёр ба түүнээс дээш нэг нь байгаа эсвэл бүх оролт нь тэг байвал гаралт нь тэг болно. Хоёр оролттой онцгой OR элементийн үнэний хүснэгтийг хүснэгтэд үзүүлэв. 4.1. Дотоодын болон гадаадын схемд батлагдсан тэмдэглэгээг Зураг дээр үзүүлэв. 4.1. Exclusive элементийн дотоодын тэмдэглэгээн дээрх бичээс OR "=1" нь оролтод нэг, зөвхөн нэг нэгж байгаа тохиолдолд нөхцөл байдлыг тодруулсан гэсэн үг юм.

Стандарт цувралд цөөн тооны XOR элемент байдаг. Дотоодын цувралууд нь OK гаралтаар LP5-аас ялгаатай LP5 микро схемийг (2С гаралттай дөрвөн хоёр оролттой элемент), LL3 ба LP12-ийг санал болгодог. Эдгээр элементүүд нь хэтэрхий тодорхой функцийг хэрэгжүүлдэг.

Математикийн үүднээс авч үзвэл XOR элемент нь модуль-2 нийлбэр гэж нэрлэгддэг үйлдлийг гүйцэтгэдэг.Тиймээс эдгээр элементүүдийг модуль-хоёр нэмэгч гэж нэрлэдэг. Өмнөх лекцэнд дурдсанчлан, нийлбэрийн модуль 2-ыг тойрог дотор хавсаргасан нэмэх тэмдгээр тэмдэглэв.

Үнэний хүснэгтээс шууд гаргаж авсан XOR хаалганы гол хэрэглээ нь хоёр оролтын дохиог харьцуулах явдал юм. Оролтууд дээр хоёр нэг эсвэл хоёр тэг ирсэн тохиолдолд (дохио давхцаж байгаа) гаралт дээр тэг үүснэ (Хүснэгт 4.1-ийг үз). Ихэвчлэн энэ хэрэглээнд элементийн нэг оролтод тогтмол түвшинг ашигладаг бөгөөд үүнтэй нөгөө оролтод ирж буй цаг хугацааны өөрчлөлттэй дохиог харьцуулдаг. Гэхдээ илүү олон удаа тусгай код харьцуулагч микро схемийг дохио, кодыг харьцуулахдаа ашигладаг бөгөөд үүнийг дараагийн лекцээр хэлэлцэх болно.

Модуль 2 нэмэгчийн хувьд XOR элементийг мөн мөчлөгийн хяналтын нийлбэрийг тооцоолоход ашигладаг зэрэгцээ болон цуваа модуль 2 хуваагчдад ашигладаг. Гэхдээ эдгээр схемүүдийг лекц 14,15-д дэлгэрэнгүй авч үзэх болно.

XOR элементүүдийн чухал хэрэглээ бол хяналттай инвертер юм (Зураг 4.2). Энэ тохиолдолд элементийн оролтын аль нэгийг хяналтын нэг болгон ашиглаж, нөгөө элементийн оролтод мэдээллийн дохиог хүлээн авдаг. Хэрэв хяналтын оролт нь нэг бол оролтын дохио урвуу, харин тэг бол урвуу биш юм. Ихэнхдээ хяналтын дохио өгдөг тогтмол түвшин, элементийн ажиллах горимыг тодорхойлох, мэдээллийн дохио нь импульс юм. Өөрөөр хэлбэл, XOR хаалга нь хяналтын дохионоос хамааран оролтын дохио эсвэл ирмэгийн туйлшралыг өөрчлөх эсвэл өөрчлөхгүй байж болно.

Цагаан будаа. 4.2.Хяналттай инвертерийн онцгой OR элемент

Ижил туйлтай хоёр дохио (эерэг эсвэл сөрөг) байгаа бөгөөд тэдгээрийн нэгэн зэрэг ирэлтийг хассан тохиолдолд XOR элементийг эдгээр дохиог холиход ашиглаж болно (Зураг 4.3). Оролтын дохионы аливаа туйлшралын хувьд элементийн гаралтын дохио эерэг байх болно. Эерэг оролтын дохионы хувьд XOR хаалга нь 2OR хаалганы үүрэг гүйцэтгэх ба сөрөг оролтын хувьд 2 БА-БИШ хаалгыг орлох болно. Зарим онцгой OR элементүүд хэлхээнд ашиглагдаагүй үлдсэн тохиолдолд ийм солих нь ашигтай байж болно. Гэсэн хэдий ч XOR элемент дэх дохионы тархалтын саатал нь хамгийн энгийн AND, NAND, OR, NOR элементүүдийн саатлаас бага зэрэг их (ойролцоогоор 1.5 дахин) байдгийг анхаарах хэрэгтэй.

Цагаан будаа. 4.3. XOR элементийг ашиглан нэгэн зэрэг бус хоёр дохиог холино

Цагаан будаа. 4.4. XOR элементийг ашиглан оролтын дохионы ирмэгийг сонгох

Exclusive OR элементийн өөр нэг чухал хэрэглээ бол оролтын дохионы аль ч ирмэгийн дагуу богино импульс үүсэх явдал юм (Зураг 4.4). Энэ тохиолдолд оролтын дохионы ирмэг эерэг эсвэл сөрөг байх нь хамаагүй, гаралт дээр эерэг импульс үүсдэг. Оролтын дохио нь конденсатор эсвэл элементүүдийн гинжин хэлхээг ашиглан хойшлогддог бөгөөд дараа нь анхны дохио болон түүний хойшлуулсан хуулбарыг Exclusive OR элементийн оролтод өгдөг. Хоёр хэлхээнд хоёр оролттой XOR элементүүдийг урвуу бус холболтын саатлын элемент болгон ашигладаг (ашиглагдаагүй оролтод тэгийг хэрэглэнэ). Энэхүү хөрвүүлэлтийн үр дүнд гаралтын импульс нь оролтын импульсээс хоёр дахин их давтамжтай байдаг тул бид оролтын дохионы давтамжийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх талаар ярьж болно.