Oblasť 04
Digitálna logika
Jednotky, nuly a rozhodnutia vo vnútri každého počítača
Digitálna logika je jazykom počítačov. Jednoduché hradlá, ktoré odpovedajú áno alebo nie, sa dajú spájať do zariadení, ktoré počítajú, pamätajú si a rozhodujú.
Pre koho je vhodná
Deti, ktoré majú rady hlavolamy a pravidlá, a žiaci, ktorých zaujíma, ako sa počítače rozhodujú.
Čo sa naučíš
- Čo sú binárne signály: 1 a 0, zapnuté a vypnuté
- Ako fungujú hradlá AND, OR a NOT
- Ako čítať a zostaviť pravdivostnú tabuľku
- Ako sa hradlá spájajú do obvodov, ktoré počítajú a pamätajú si
Príklady pokusov
-
Pomocou dvoch spínačov a hradla AND vytvor svetlo, ktoré sa rozsvieti, iba keď stlačíš obe tlačidlá.
-
Zostav obvod, ktorý rozsvieti žiarovku, keď sa otvoria ktorékoľvek z dvojích dverí.
-
Spoj hradlá tak, aby sčítali dve binárne čísla.
Čo môžeš postaviť
-
Zámok s tajnou kombináciou
-
Binárne počítadlo
-
Jednoduché riadenie semafora
Tieto príklady ukazujú, aká práca ťa v tejto oblasti čaká. Zverejnené lekcie sa môžu líšiť.
Vyskúšaj malý model
Tieto malé modely bežia priamo v tvojom prehliadači a po načítaní stránky fungujú aj bez internetu. Sú to zjednodušené výučbové modely, nie simulačné jadro MEKALUMI.
Logické hradlo
Zapínaj a vypínaj vstupy a potom vyber hradlo. Žiarovka ukazuje výstup.
- Výstup
- Žiarovka nesvieti (0)
AND: žiarovka svieti iba vtedy, keď A aj B majú hodnotu 1.
| A | B | Výstup |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Logické hradlá sa riadia presnými pravidlami, preto sa tento model správa ako skutočná digitálna logika.
Čo simulácia zjednodušuje
- Vo väčšine lekcií sa signály prepínajú okamžite, kým skutočné čipy na to potrebujú nepatrný čas.
- Elektrické podrobnosti, ako je spotreba energie a šum, sa zvyčajne vynechávajú.
Každá simulácia zjednodušuje skutočnosť. Vedieť, ako ju zjednodušuje, je súčasťou učenia sa inžinierstva.
Prepojenie so školskými predmetmi
Matematika (binárne čísla), informatika, elektronika
Prepojenie s ďalšími oblasťami
Digitálna logika spája obvody s automatizáciou, programovaním a robotikou.
Dobré vedieť
Každý počítač a telefón obsahuje miliardy drobných spínačov, ktoré fungujú ako logické hradlá.