Практические применения[править | править исходный текст]

С точки зрения применения отдельная битовая операция мало интересна. Поэтому практическое применение основывается на способах комбинирования различных битовых операций, для реализации более сложного вычисления. Можно отметить два аспекта:

1. увеличение размера регистров, в которых битовые операции выполняются не по одной, а сразу на множестве 8, 16, 32, 64 битах

2. экспериментальные устройства, где обобщают битовые операции с двоичной системы, на троичные и прочие системы счисления (так например, разработана теория работы с четверичной системой (ДНК-компьютер), так же делаются исследования в области квантового компьютера).

Физическая реализация битовых операций[править | править исходный текст]

Реализация битовых операций может в принципе быть любой: механической (в том числе гидравлической и пневматической), химической, тепловой,^[10]электрической, магнитной и электромагнитной (диапазоны — ИК, видимый оптический, УФ и далее по убыванию длин волн), а также в виде комбинаций, например,электромеханической.

В первой половине XX векадо изобретениятранзисторовприменяли электромеханическиерелеиэлектронные лампы.

В пожароопасных и взрывоопасных условиях до сих пор применяют пневматические логические устройства (пневмоника).

Наиболее распространены электронныереализации битовых операций при помощитранзисторов, напримеррезисторно-транзисторная логика(РТЛ),диодно-транзисторная логика(ДТЛ),эмиттерно-связанная логика(ЭСЛ),транзисторно-транзисторная логика(ТТЛ),N-МОПлогика,КМОПлогика и др.

Одной из причин, из-за которой базовые (основные) логические элементы строят на инверторах, а повторители являются дополнительными элементами, было то, что в электронике инверторы(ОЭ) мощнееповторителей(ОК). Но основной причиной является то, что два инвертора заменяют один повторитель, а на повторителях инвертор не построить.

В квантовых вычисленияхиз перечисленных булевых операций реализуются только НЕ и искл. ИЛИ (с некоторыми оговорками). Квантовых аналогов И, ИЛИ и т. д. не существует.

Схемы аппаратной логики[править | править исходный текст]

Результат операции ИЛИ-НЕ или ИЛИ ото всех битов двоичного регистра проверяет, равно ли значение регистра нулю; то же самое взятое от выхода искл. ИЛИ двух регистров проверяет равенствоих значений между собой.

Битовые операции применяются в знакогенераторах и графических адаптерах; особенно велика была их роль в адаптереEGAв режимах с 16 цветами — хитроумное сочетание аппаратной логики адаптера с логическими командами центрального процессора позволяет рассматривать EGA как первый в историиграфический ускоритель.

Использование в программировании[править | править исходный текст]

Благодаря реализации в арифметическом логическом устройстве (АЛУ)процессорамногие их регистровые битовые операции аппаратно доступны вязыках низкого уровня. В большинстве процессоров реализованы в качестве инструкции регистровый НЕ; регистровые двухаргументные И, ИЛИ, исключающее ИЛИ; проверка равенства нулю (см. выше); три типа битовых сдвигов, а также циклические битовые сдвиги.

Регистровая операция И используется для:

• проверки бита на 0 или 1

• установки 0 в указанный бит (сброса бита)

Регистровая операция ИЛИ используется:

• установки 1 в указанный бит

Регистровая операция исключающее ИЛИ используется для инвертирования битов регистра по маске Сдвиг влево/вправо используется для умножения/целочисленного деления на 2 и выделения отдельных битов.

Так, например, в сетевых интернет-технологиях операция И между значением IP-адресаи значением маски подсети используется для определения принадлежности данного адреса к подсети.