Lĩnh vực 04
Logic số
Số một, số không và những quyết định bên trong mọi máy tính
Logic số là ngôn ngữ của máy tính. Những cổng đơn giản chỉ trả lời “có” hoặc “không” có thể được kết hợp thành những thiết bị biết đếm, ghi nhớ và đưa ra quyết định.
Bạn sẽ học được gì
- Tín hiệu nhị phân là gì: 1 và 0, bật và tắt
- Các cổng AND, OR và NOT hoạt động như thế nào
- Cách đọc và lập bảng chân lý
- Các cổng kết hợp thành mạch biết đếm và ghi nhớ như thế nào
Ví dụ thí nghiệm
-
Dùng hai công tắc và một cổng AND để làm một chiếc đèn chỉ sáng khi nhấn cả hai nút.
-
Lắp một mạch bật đèn khi một trong hai cánh cửa mở ra.
-
Kết hợp các cổng để cộng hai số nhị phân.
Những thứ bạn có thể chế tạo
-
Một ổ khóa có mã số bí mật
-
Một bộ đếm nhị phân
-
Một bộ điều khiển đèn giao thông đơn giản
Những ví dụ này cho thấy loại công việc trong lĩnh vực này. Các bài học khi được phát hành có thể khác.
Thử một mô hình nhỏ
Những mô hình nhỏ này chạy ngay trong trình duyệt của bạn và vẫn tiếp tục hoạt động khi không có mạng, sau khi trang đã tải xong. Đây là các mô hình giảng dạy đơn giản hóa, không phải bộ máy mô phỏng của MEKALUMI.
Cổng logic
Bật và tắt các đầu vào, rồi chọn một cổng. Bóng đèn cho biết đầu ra.
- Đầu ra
- Đèn tắt (0)
AND (cổng Và): đèn chỉ sáng khi cả A và B đều bằng 1.
| A | B | Đầu ra |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
Cổng logic tuân theo các quy tắc chính xác, nên mô hình này hoạt động giống như logic số thật.
Những gì mô phỏng đơn giản hóa
- Trong hầu hết các bài học, tín hiệu chuyển đổi tức thì, còn chip thật cần một khoảng thời gian rất nhỏ.
- Các chi tiết về điện như mức tiêu thụ năng lượng và nhiễu thường được bỏ qua.
Mọi mô phỏng đều đơn giản hóa thực tế. Hiểu mô phỏng đơn giản hóa như thế nào cũng là một phần của việc học kỹ thuật.
Liên hệ với các môn học ở trường
Toán học (số nhị phân), tin học, điện tử
Liên hệ với các lĩnh vực khác
Logic số kết nối mạch điện với tự động hóa, lập trình và robot học.
Điều nên biết
Mỗi chiếc máy tính và điện thoại đều chứa hàng tỉ công tắc siêu nhỏ hoạt động giống như các cổng logic.