Информатика. Учебник для 9 класса (по учебнику К. Ю. Полякова, Е.А. Еремина, базовый уровень)
§9. Логические элементы.
Условные обозначения
Все узлы компьютера построены на логических элементах — электронных схемах, которые выполняют логические операции. В принципе, для того чтобы собрать компьютер, достаточно только базовых логических элементов — НЕ, И и ИЛИ.
Чтобы все инженеры-компьютерщики однозначно понимали схемы различных устройств, разработали государственный стандарт (ГОСТ 2.743-91), в котором определены условные обозначения логических элементов. Элемент НЕ обозначается прямоугольником с кружком на выходе (рис. 2.6).
Рис. 2.6
Определите, какой сигнал будет на выходе в схемах, в которых последовательно соединяются: (а) два элемента НЕ; (б) три элемента НЕ (рис. 2.7).
Рис. 2.7
Составьте таблицы истинности для обеих функций.
Элемент И обозначается прямоугольником со знаком & в верхней части. У такого элемента два входа и один выход (рис. 2.8).
Рис. 2.8
В иностранной литературе приняты другие условные обозначения для логических элементов. Используя дополнительные источники, выясните, как обозначаются за рубежом логические элементы НЕ, И и ИЛИ.
Исследование логических элементов
Используя тренажёр (веб-страницу element.htm), постройте таблицу истинности элемента с кодовым именем NAND. Сравните её с таб лицей истинности операции И. Как с помощью известных вам логических элементов собрать элемент NAND? Как бы вы его назвали?
Элемент ИЛИ обозначается прямоугольником с единицей в верхней части (рис. 2.9).
Рис. 2.9
Используя тренажёр (веб-страницу element.htm на сайте поддержки учебника http://kpolyakov.spb.ru/school/osnbook.htm), постройте таблицу истинности элемента с кодовым именем NOR. Сравните её с таблицей истинности операции ИЛИ. Как с помощью известных вам логических элементов собрать элемент NOR? Как бы вы его назвали?
Используя тренажёр, постройте таблицы истинности элементов с кодовыми именами XOR и EQV. Как бы вы их назвали?
Как, используя элемент XOR и другие известные вам элементы, построить элемент EQV? Нарисуйте схему в тетради.
Сколько существует различных комбинаций значений трёх логических переменных? Сколько строк будет в таблице истинности логической схемы с тремя входами? В каком порядке вы их запишете?
Постройте таблицу истинности и запишите логическую функцию для каждой логической схемы (рис. 2.10).
Рис. 2.10
Используя тренажёр (веб-страницу element2.htm на сайте поддержки учебника http://kpolyakov.spb.ru/school/osnbook.htm), постройте таблицы истинности схем с кодовыми именами KD и DK. Сравните их с таблицами истинности, полученными в предыдущем задании.
Используют также элементы, у которых некоторые входы или выходы отмечены кружками. Эти кружки обозначают дополнительные элементы НЕ, которые установлены на входе или на выходе. Например, схема на рис. 2.11, а может быть нарисована в подробной форме — так, как на рис. 2.11, б.
Рис. 2.11
Для каждой схемы (рис. 2.12) постройте таблицу истинности и запишите логическую функцию. Выполните работу в парах — один выполняет задания для первых трёх схем, другой — для последних трёх.
Рис. 2.12
Определите, какие логические схемы выполняют одну и ту же функцию. Запишите равенства, которые вы только что обнаружили.
Выводы
• Все узлы компьютера построены на логических элементах — электронных схемах, которые выполняют логические операции.
• Для того чтобы собрать компьютер, достаточно только базовых логических элементов — НЕ, И, ИЛИ.
• Элементы, которые выполняют логические операции НЕ, И и ИЛИ, обозначаются на схемах логических устройств следующим образом:
• Кружок о на входе (или на выходе) элемента обозначает операцию НЕ, применённую к входному (или выходному) сигналу.
Нарисуйте в тетради интеллект-карту этого параграфа.
Вопросы и задания
Выполните по указанию учителя задания в рабочей тетради.
Практическая работа № 7 «Логические элементы»
Перейдите в каталог work-7. Откройте в браузере тренажёр element.html.
1) Постройте таблицу истинности элемента с кодовым именем NAND. Выполните задание 26 в рабочей тетради.
2) Постройте таблицу истинности элемента с кодовым именем NOR. Сравните её с таблицей истинности операции «ИЛИ». Выполните задание 27 в рабочей тетради.
3) Постройте таблицы истинности элементов с кодовыми именами XOR и EQV. Выполните задания 28-29 в рабочей тетради.
4) Выполните задание 31 в рабочей тетради.
Откройте в браузере тренажёр element2.html.
5) Постройте таблицу истинности схем с кодовыми именами KD и DK. Выполните задание 32 а рабочей тетради.
§9. Логические элементы.
§10. Другие логические операции.