Obor 04
Digitální logika
Jedničky, nuly a rozhodování uvnitř každého počítače
Digitální logika je jazykem počítačů. Jednoduchá hradla, která odpovídají ano, nebo ne, lze spojovat do zařízení, která počítají, pamatují si a rozhodují.
Pro koho se hodí
Děti, které baví hlavolamy a pravidla, a ti, koho zajímá, jak se počítače rozhodují.
Co se naučíte
- Co jsou binární signály: 1 a 0, zapnuto a vypnuto
- Jak fungují logická hradla AND, OR a NOT
- Jak číst a sestavit pravdivostní tabulku
- Jak se hradla spojují do obvodů, které počítají a pamatují si
Ukázkové pokusy
-
Pomocí dvou spínačů a hradla AND vytvořte světlo, které se rozsvítí, jen když jsou stisknuta obě tlačítka.
-
Sestavte obvod, který rozsvítí žárovku, když se otevřou kterékoli ze dvou dveří.
-
Spojte hradla tak, aby sečetla dvě binární čísla.
Co můžete postavit
-
Zámek s tajnou kombinací
-
Binární čítač
-
Jednoduché řízení semaforu
Tyto příklady ukazují, o jaký druh práce v tomto oboru jde. Zveřejněné lekce se mohou lišit.
Vyzkoušejte malý model
Tyto malé modely běží přímo ve vašem prohlížeči a po načtení stránky fungují i bez internetu (offline). Jsou to zjednodušené výukové modely, nikoli simulační jádro MEKALUMI.
Logické hradlo
Zapínejte a vypínejte vstupy a pak vyberte hradlo. Žárovka ukazuje výstup.
- Výstup
- Žárovka nesvítí (0)
AND („a zároveň“): žárovka svítí, jen když mají A i B hodnotu 1.
| A | B | Výstup |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Logická hradla se řídí přesnými pravidly, takže se tento model chová jako skutečná digitální logika.
Co simulace zjednodušuje
- Ve většině lekcí se signály přepínají okamžitě, kdežto skutečné čipy k tomu potřebují nepatrnou chvilku.
- Elektrické podrobnosti, jako je spotřeba energie a šum, se obvykle vynechávají.
Každá simulace zjednodušuje skutečnost. Pochopit, jak to dělá, je součástí učení se inženýrství.
Vazba na školní předměty
Matematika (binární čísla), informatika, elektronika
Propojení s dalšími obory
Digitální logika propojuje obvody s automatizací, programováním a robotikou.
Dobré vědět
Každý počítač a telefon obsahuje miliardy drobných spínačů, které fungují jako logická hradla.