Област 04
Цифрова логика
Единици, нули и решенията във всеки компютър
Цифровата логика е езикът на компютрите. Прости логически елементи, които отговарят с „да“ или „не“, могат да се съчетаят в устройства, които броят, помнят и вземат решения.
За кого е подходяща
Деца, които обичат главоблъсканици и правила, и ученици, които искат да разберат как компютрите вземат решения.
Какво ще научите
- Какво са двоичните сигнали: 1 и 0, включено и изключено
- Как работят логическите елементи AND, OR и NOT
- Как да четете и съставяте таблица на истинност
- Как логическите елементи се съчетават в схеми, които броят и помнят
Примерни експерименти
-
Използвайте два ключа и елемент AND, за да направите лампа, която светва само ако натиснете и двата бутона.
-
Сглобете схема, която включва лампа, когато се отвори поне една от двете врати.
-
Съчетайте логически елементи, за да съберете две двоични числа.
Какво можете да построите
-
Ключалка с тайна комбинация
-
Двоичен брояч
-
Просто устройство за управление на светофар
Тези примери показват каква работа се върши в тази област. Публикуваните уроци може да се различават.
Изпробвайте малък модел
Тези малки модели работят направо във вашия браузър и продължават да работят без интернет, след като страницата се зареди. Те са опростени учебни модели, а не симулационното ядро на MEKALUMI.
Логически елемент
Включвайте и изключвайте входовете, след това изберете логически елемент. Лампата показва изхода.
- Изход
- Лампата не свети (0)
AND: лампата светва само когато и A, и B са 1.
| A | B | Изход |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Логическите елементи следват точни правила, затова този модел се държи като истинска цифрова логика.
Какво опростява симулацията
- В повечето уроци сигналите се превключват мигновено, а истинските чипове се нуждаят от съвсем малко време.
- Електрическите подробности, като консумацията на енергия и шумовете, обикновено не се вземат предвид.
Всяка симулация опростява действителността. Част от изучаването на инженерството е да разберете как точно я опростява.
Връзки с учебните предмети
Математика (двоични числа), информатика, електроника
Връзки с други области
Цифровата логика свързва електрическите вериги с автоматизацията, програмирането и роботиката.
Полезно е да знаете
Всеки компютър и телефон съдържа милиарди мънички превключватели, които работят като логически елементи.