Логические схемы

Простейшие логические элементы можно реализовать аппаратно. Это означает, что можно создать электронные устройства на транзисторах, резисторах и т.п., каждое из которых имеет один или два входа для подачи управляющих напряжений и один выход, напряжение на котором определяется соответствующей таблицей истинности. На практике логической 1 соответствует наличие напряжения, логическому 0 – его отсутствие.

Существование прямых соответствий между логическими и электронными схемами позволяет понять, как работают сложные цифровые устройства ЭВМ. Таким образом, инструментом описания работы таких устройств может служить булева алгебра, цель которой – описание поведения логических схем.

Логическая схема, которая полностью описывается булевыми выражениями их таблицами истинности, называется комбинационной.

Таким образом, комбинационная схема – схема, в которой значения входных переменных в текущий момент времени полностью определяют значения выходных переменных.

Другой класс схем – последовательные схемы. Это схемы с внутренней памятью. В них значения выходных переменных определяются не только значениями входных переменных в текущий момент времени, но и их значениями в предыдущие моменты времени.

Рассмотрим комбинационные схемы.

Каждой элементарной логической операции можно поставить в соответствие элементарную логическую схему (вентиль, ворота).

Логический вентиль (ворота) - это электронные компоненты, собранные в цепь, которые имеют один или более входов и всегда один выход. Для любых логических вентилей (ворот) имеются физические сигналы двух видов (обычно низкое или высокое напряжение), что можно ассоциировать с логическим 0 и логической 1..

В силу "двухзначной" природы входных и выходных переменных – это пример бинарных устройств. Логические вентили (ворота) также попадают под категорию комбинационных устройств, ибо значение выхода зависит только от значений входа. (Это в определенном смысле противоположность последовательным секвинтальным устройствам, в которых значение выхода определяется еще такими факторами, как время, или предыстория цепи).

Соединив логические элементы в соответствии с булевым выражением, получим логическую схему, реализующую данное выражение.

Логическая связь входа и выходов этой схемы описывается исходным булевым выражением. Таким образом, булево выражение – описание логической схемы.

Дата добавления: 2013-12-13