Направление 04
Цифровая логика
Единицы, нули и решения внутри любого компьютера
Цифровая логика — это язык компьютеров. Из простых вентилей, отвечающих «да» или «нет», можно собрать устройства, которые считают, запоминают и принимают решения.
Чему вы научитесь
- Что такое двоичные сигналы: 1 и 0, «включено» и «выключено»
- Как работают вентили AND, OR и NOT
- Как читать и составлять таблицу истинности
- Как из вентилей собирают схемы, которые считают и запоминают
Примеры экспериментов
-
Используйте два выключателя и вентиль AND, чтобы лампа загоралась, только когда включены оба.
-
Соберите схему, которая включает лампу, когда открывается любая из двух дверей.
-
Объедините вентили так, чтобы они складывали два двоичных числа.
Что можно собрать
-
Кодовый замок с секретной комбинацией
-
Двоичный счётчик
-
Простой контроллер светофора
Эти примеры показывают, чем занимаются в этом направлении. Опубликованные уроки могут отличаться.
Попробуйте небольшую модель
Эти небольшие модели работают прямо в вашем браузере, а после загрузки страницы — и без интернета. Это упрощённые учебные модели, а не движок симуляции MEKALUMI.
Логический вентиль
Включайте и выключайте входы, затем выберите вентиль. Лампа показывает значение на выходе.
- Выход
- Лампа не горит (0)
AND (И): лампа горит, только когда и A, и B равны 1.
| A | B | Выход |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Логические вентили подчиняются точным правилам, поэтому эта модель ведёт себя как настоящая цифровая логика.
Что упрощает симуляция
- В большинстве уроков сигналы переключаются мгновенно, а настоящим микросхемам на это нужно совсем немного времени.
- Электрические подробности (например, энергопотребление и помехи) обычно не учитываются.
Любая симуляция упрощает реальность. Понимать, как именно она это делает, — тоже часть изучения инженерии.
Связь со школьными предметами
Математика (двоичные числа), информатика, электроника
Связь с другими направлениями
Цифровая логика связывает электрические цепи с автоматизацией, программированием и робототехникой.
Полезно знать
В каждом компьютере и телефоне есть миллиарды крошечных переключателей, которые работают как логические вентили.