Лабораторная работа № 2. Базовые логические элементы

Цель работы: изучение основных базовых элементов.

Основные сведения

Базовые логические элементы реализуют рассмотренные выше три основные логические операции:

• логический элемент «И» — логическое умножение;
• логический элемент «ИЛИ» — логическое сложение;
• логический элемент «НЕ» — инверсию.

Поскольку любая логическая операция может быть представлена в виде комбинации трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов, как из «кирпичиков».

Логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. Есть импульс — логический смысл сигнала — 1, нет импульса — 0. На входы логического элемента поступают сигналы-значения аргументов, на выходе появляется сигнал-значение функции.

Преобразование сигнала логическим элементом задается таблицей состояния, которая фактически является таблицей истинности, соответствующей логической функции.

1. Логический элемент НЕ.На вход А логического элемента (рис.1) подается сигнал 0 или 1. На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности инверсии. Обозначения логических элементов приведено по стандарту MIL/ANSI (США).

Рис. 1

2. Логический элемент И.На входы А и В логического элемента (рис.2) подаются два сигнала (00, 01, 10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности операции логического умножения.

	А	В	F =A·B

Рис. 2

3. Логический элемент ИЛИ.На входы А и В логического элемента (рис.3) подаются два сигнала (00, 01, 10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности операции логического сложения.

	А	В	F =A + B

Рис. 3

На практике широкое распространение получили комбинированные элементы, реализующие последовательно не одну, а две и более операции, например, элементы ИЛИ-НЕ (отрицание дизъюнкции), И-НЕ (отрицание конъюнкции). Элементы ИЛИ-НЕ, И-НЕ являются универсальными, т. к. с помощью элементов одного из этих типов можно выполнить любую базисную функцию И, ИЛИ, НЕ.

4. Логический элемент ИЛИ-НЕ.На входы А и В логического элемента (рис.4) подаются два сигнала (00, 01, 10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности операции ИЛИ-НЕ.

	А	В

Рис. 4

5. Логический элемент И-НЕ.На входы А и В логического элемента (рис.5) подаются два сигнала (00, 01, 10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности операции ИЛИ-НЕ.

	А	В

Рис. 5