Àmbit 04
Lògica digital
Uns i zeros, i les decisions que es prenen dins de cada ordinador
La lògica digital és el llenguatge dels ordinadors. Portes senzilles que responen sí o no es poden combinar per fer dispositius que compten, recorden i decideixen.
A qui s’adreça
Infants a qui agraden els trencaclosques i les regles, i estudiants amb curiositat per saber com decideixen els ordinadors.
Què aprendràs
- Què són els senyals binaris: 1 i 0, encès i apagat
- Com funcionen les portes AND, OR i NOT
- Com llegir i construir una taula de veritat
- Com es combinen les portes en circuits que compten i recorden
Experiments d’exemple
-
Fes servir dos interruptors i una porta AND per fer un llum que necessiti tots dos botons.
-
Munta un circuit que encengui un llum quan s’obri qualsevol de les dues portes.
-
Combina portes per sumar dos nombres binaris.
Coses que pots construir
-
Un pany amb una combinació secreta
-
Un comptador binari
-
Un controlador de semàfor senzill
Aquests exemples mostren el tipus de treball d’aquest àmbit. Les lliçons publicades poden ser diferents.
Prova un petit model
Aquests models petits funcionen aquí mateix, al teu navegador, i continuen funcionant sense connexió un cop s’ha carregat la pàgina. Són models didàctics simplificats, no el programa de simulació de MEKALUMI.
Porta lògica
Activa i desactiva les entrades i, després, tria una porta. El llum mostra la sortida.
- Sortida
- Llum apagat (0)
AND: el llum només s’encén quan totes dues entrades, A i B, valen 1.
| A | B | Sortida |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Les portes lògiques segueixen regles exactes, de manera que aquest model es comporta com la lògica digital real.
Què simplifica la simulació
- En la majoria de lliçons els senyals canvien a l’instant, mentre que els xips reals necessiten un temps molt breu.
- Normalment es deixen de banda detalls elèctrics com el consum d’energia i el soroll.
Tota simulació simplifica la realitat. Saber com ho fa forma part d’aprendre enginyeria.
Relació amb les matèries escolars
Matemàtiques (nombres binaris), informàtica, electrònica
Connexions amb altres àmbits
La lògica digital connecta els circuits amb l’automatització, la programació i la robòtica.
Bo de saber
Cada ordinador i cada telèfon conté milers de milions de petits interruptors que funcionen com a portes lògiques.