5.5. Основные принципы построения логических схем. Принцип кодирования информации электрическими сигналами.

Логические операции дизъюнкция, конъюнкция и отрицание часто представимы в виде логических схем.

Ниже приводятся обозначения логических операций в виде схем:

И

ИЛИ

НЕ

Построим логическую схему для логического выражения и определим значение выходного сигнала при

А

И

ИЛИ

1 0

B

Не

0 0

C 1 0

1.Конъюнкция 1 и 0 дает нам 0.

2.Отрицание 1 – это 0.

3. Дизъюнкция двух нулей – ноль.

Таким образом, на выходе получаем ноль.

А теперь выполним обратные действия.

По логической схеме восстановим логическое выражение.

А

Или

ИЛИ

B

Не

С

1. А или В

2. Не С

3. (А или В) или В или Не С

Двоичная система счисления широко используется в информатике. Это связано с тем, что электронные элементы, на которых построены современные ЭВМ, могут находиться только в двух хорошо различимых устойчивых рабочих состояниях. Эти элементы представляют собой обычные выключатели. Как известно, выключатель может быть либо включен, либо выключен. Одно из состояний выключателя обозначается цифрой 1, другое — цифрой 0. Итак, информация в ЭВМ кодируется 0 и 1. Выясним, как это реализуется. Значение двоичного числа, равного 1, называют логической единицей, а число 0 называют логическим нулем. В простейшем случае за логическую единицу можно принять наличие напряжения в проводе, а отсутствие напряжения — за логический ноль. На практике поступают несколько иначе: напряжение в проводе, равное 5 В, принимают за логическую единицу, а напряжение около 0 В принимают за логический ноль. Это связано с особенностями работы электронных схем.

Вентили, или логические элементы эвм

Электронные схемы, реализующие различные логические операции, называют вентилями. Вентиль НЕ преобразует сигнал в противоположный; если на вход элемента подана логическая единица, то на выходе этого элемента будет логический ноль, и наоборот. Этот элемент схематически изобразим так:

в ход выход

Соотношение между сигналами на входах и выходе можно задать таблицей:

вход	выход
1	0
0	1

Вентиль ИЛИ преобразует два сигнала, поданных на вход, в один сигнал на выходе по следующему принципу: если на любой вход (или на два одновременно) логического элемента ИЛИ будет подана логическая единица, то на выходе элемента будет логическая единица; если на оба входа подан логический ноль, то на выходе элемента ИЛИ также будет ноль. Этот элемент схематически изобразим так:    

в

1

ход 1 выход вход 2

Соотношение между сигналами на входах и выходе можно задать таблицей:

Вход 1	Вход 2	Выход
1	1	1
1	0	1
0	1	1
0	0	0

   

Вентиль И преобразует два сигнала, поданных на вход, в один сигнал на выходе по следующему принципу. Если на любой вход (или оба одновременно) будет подан логический ноль, то на выходе будет логический ноль. Если на оба входа подана логическая единица, то на выходе элемента И будет единица. Этот элемент схематически изобразим так:

в

&

ход 1 выход вход 2

Соотношение между сигналами на входах и выходе можно задать таблицей:

Вход 1	Вход 2	Выход
1	1	1
1	0	0
0	1	0
0	0	0