Področje 04
Digitalna logika
Enice, ničle in odločitve v vsakem računalniku
Digitalna logika je jezik računalnikov. Preprosta logična vrata, ki odgovarjajo z da ali ne, lahko povežemo v naprave, ki štejejo, pomnijo in odločajo.
Komu ustreza
Otrokom, ki uživajo v ugankah in pravilih, ter učencem, ki jih zanima, kako se računalniki odločajo.
Kaj se naučiš
- Kaj so dvojiški signali: 1 in 0, vklopljeno in izklopljeno
- Kako delujejo vrata AND, OR in NOT
- Kako brati in sestaviti pravilnostno tabelo
- Kako se vrata povežejo v vezja, ki štejejo in pomnijo
Primeri poskusov
-
Z dvema stikaloma in vrati AND sestavi luč, ki zasveti le, ko pritisneš obe tipki.
-
Sestavi vezje, ki prižge luč, ko se odprejo ena ali druga vrata.
-
Poveži logična vrata tako, da seštejejo dve dvojiški števili.
Kaj lahko zgradiš
-
Ključavnica s skrivno kombinacijo
-
Dvojiški števec
-
Preprost krmilnik semaforja
Ti primeri kažejo, kakšno delo poteka na tem področju. Objavljene lekcije se lahko od njih razlikujejo.
Preizkusi majhen model
Ti majhni modeli delujejo kar tukaj, v tvojem brskalniku, in ko se stran enkrat naloži, delujejo tudi brez interneta. So poenostavljeni učni modeli, ne simulacijski program MEKALUMI.
Logična vrata
Vklapljaj in izklapljaj vhoda, nato izberi logična vrata. Žarnica prikazuje izhod.
- Izhod
- Žarnica ne sveti (0)
AND: žarnica sveti le, ko imata A in B oba vrednost 1.
| A | B | Izhod |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Logična vrata sledijo natančnim pravilom, zato se ta model obnaša kot prava digitalna logika.
Kaj simulacija poenostavi
- V večini lekcij signali preklopijo v trenutku, pravi čipi pa za to potrebujejo kanček časa.
- Električne podrobnosti, kot sta poraba energije in šum, običajno izpustimo.
Vsaka simulacija poenostavi resničnost. Vedeti, kako to stori, je del učenja inženirstva.
Povezave s šolskimi predmeti
Matematika (dvojiška števila), računalništvo, elektronika
Povezave z drugimi področji
Digitalna logika povezuje vezja z avtomatizacijo, programiranjem in robotiko.
Dobro je vedeti
Vsak računalnik in telefon vsebuje milijarde drobnih stikal, ki delujejo kot logična vrata.