حوزهٔ ۰۴
منطق دیجیتال
یک‌ها، صفرها و تصمیم‌هایی که درون هر رایانه گرفته می‌شوند
منطق دیجیتال زبان رایانه‌هاست. گیت‌های ساده‌ای که پاسخ بله یا نه می‌دهند، می‌توانند با هم ترکیب شوند و دستگاه‌هایی بسازند که می‌شمارند، به خاطر می‌سپارند و تصمیم می‌گیرند.
آنچه یاد می‌گیرید
- سیگنال‌های دودویی چه هستند: ۱ و ۰، روشن و خاموش
- گیت‌های AND (و)، OR (یا) و NOT (نقیض) چگونه کار می‌کنند
- چگونه جدول درستی را بخوانیم و بسازیم
- گیت‌ها چگونه با هم ترکیب می‌شوند و مدارهایی می‌سازند که می‌شمارند و به خاطر می‌سپارند
آزمایش‌های نمونه
-
با دو کلید و یک گیت AND چراغی بسازید که فقط با فشردن هر دو دکمه روشن شود.
-
مداری بسازید که وقتی هر کدام از دو در باز شود، لامپی را روشن کند.
-
گیت‌ها را با هم ترکیب کنید تا دو عدد دودویی را جمع بزنید.
چیزهایی که می‌توانید بسازید
-
قفلی با رمز مخفی
-
یک شمارندهٔ دودویی
-
یک کنترل‌کنندهٔ سادهٔ چراغ راهنمایی
این نمونه‌ها نوع کار در این حوزه را نشان می‌دهند. درس‌های منتشرشده ممکن است متفاوت باشند.
یک مدل کوچک را امتحان کنید
این مدل‌های کوچک همین‌جا در مرورگر شما اجرا می‌شوند و پس از بارگیری صفحه، بدون اینترنت هم به کارشان ادامه می‌دهند. این‌ها مدل‌های آموزشی ساده‌شده‌اند، نه موتور شبیه‌سازی MEKALUMI.
گیت منطقی
ورودی‌ها را روشن و خاموش کنید، سپس یک گیت انتخاب کنید. لامپ، خروجی را نشان می‌دهد.
- خروجی
- لامپ خاموش (۰)
AND: لامپ فقط وقتی روشن می‌شود که A و B هر دو ۱ باشند.
| A | B | خروجی |
|---|---|---|
| ۰ | ۰ | ۰ |
| ۰ | ۱ | ۰ |
| ۱ | ۰ | ۰ |
| ۱ | ۱ | ۱ |
گیت‌های منطقی از قاعده‌های دقیقی پیروی می‌کنند، بنابراین این مدل مانند منطق دیجیتال واقعی رفتار می‌کند.
آنچه شبیه‌سازی ساده می‌کند
- در بیشتر درس‌ها سیگنال‌ها در یک لحظه تغییر می‌کنند، در حالی که تراشه‌های واقعی به زمان بسیار کوتاهی نیاز دارند.
- جزئیات الکتریکی مانند مصرف برق و نویز معمولاً کنار گذاشته می‌شوند.
هر شبیه‌سازی واقعیت را ساده می‌کند. دانستن اینکه چگونه این کار را می‌کند، بخشی از یادگیری مهندسی است.
پیوند با درس‌های مدرسه
ریاضی (عددهای دودویی)، علوم رایانه، الکترونیک
ارتباط با حوزه‌های دیگر
منطق دیجیتال مدارها را به خودکارسازی، برنامه‌نویسی و رباتیک پیوند می‌دهد.
خوب است بدانید
در هر رایانه و گوشی، میلیاردها کلید بسیار کوچک وجود دارد که مانند گیت‌های منطقی کار می‌کنند.