Клікніть A та B для перемикання · Оберіть тип вентиля · Таблиця істинності оновлюється в реальному часі
| A | B | Q |
|---|
Перемикайте входи та спостерігайте роботу 8 типів логічних вентилів — AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR, XNOR та Buffer — в реальному часі. Таблиця істинності оновлюється з анімованими імпульсами.
Кожен вентиль реалізує булеву функцію: AND дає 1 лише коли обидва входи 1; OR — коли будь-який 1; XOR — коли входи різні. NAND та NOR — універсальні: будь-яку схему можна побудувати лише з NAND.
Перемикайте типи вентилів. Натискайте входи A та B для перемикання. Спостерігайте анімований імпульс через символ вентиля та підсвітку рядка таблиці істинності.
NAND-вентилі називають «універсальними», бо будь-який інший вентиль можна побудувати лише з NAND. Бортовий комп'ютер Apollo використовував приблизно 5600 NOR-вентилів для навігації на Місяць.
Цей інтерактивний інструмент моделює вісім фундаментальних логічних вентилів цифрової електроніки — AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR, XNOR та Buffer. Кожен вентиль обчислює булеву функцію своїх входів A та B, де кожен сигнал дорівнює або 0 (низький рівень), або 1 (високий рівень). Симулятор миттєво обчислює вихід вентиля Q, анімує імпульс сигналу, що рухається по дротах, коли лінія перебуває у високому стані, і синхронно веде живу таблицю істинності, щоб ви могли зіставити кожну комбінацію входів із її результатом.
Кожен вентиль застосовує побітову булеву операцію: AND використовує a&b, OR — a|b, XOR — a^b, тоді як NAND, NOR і XNOR інвертують ці результати, а NOT і Buffer діють на один вхід. На полотні зображено стандартний символ вентиля за IEEE — включно з кружком інверсії на заперечуючих вентилях — і вихід Q оновлюється в момент будь-якої зміни входу.
Оберіть одну з восьми кнопок вентилів (AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR, XNOR, BUF). Клікайте круглі перемикачі A та B, щоб перемикати кожен вхід між 0 та 1. Для одновходових вентилів (NOT і Buffer) вхід B автоматично тьмяніє. Панель виходу показує Q, назву вентиля та його булевий вираз, а таблиця істинності підсвічує рядок, що відповідає вашим поточним входам.
NAND і NOR називають універсальними вентилями, бо будь-яку булеву схему можна побудувати з копій лише одного з них. Бортовий комп'ютер Apollo, що допоміг висадити людей на Місяць, був майже повністю зібраний приблизно з 5600 триходових вентилів NOR.
Логічний вентиль — це базовий будівельний блок цифрової схеми. Він приймає один або кілька двійкових входів (кожен 0 або 1) і видає єдиний двійковий вихід за фіксованим булевим правилом. Поєднання багатьох вентилів дозволяє комп'ютеру виконувати арифметику, зберігати дані та ухвалювати рішення.
Кожен вентиль слідує булевій функції. AND дає 1 лише коли і A, і B дорівнюють 1; OR дає 1, коли хоча б один вхід дорівнює 1; XOR дає 1 лише коли входи різні. NAND, NOR і XNOR просто інвертують результати AND, OR і XOR, тоді як NOT і Buffer діють на один вхід.
Кнопки вентилів обирають, яка булева операція застосовується. Перемикачі A та B встановлюють кожен вхід на 0 або 1 одним кліком. Коли ви обираєте одновходовий вентиль, як-от NOT або Buffer, перемикач B стає сірим, бо він не впливає на результат.
Вона логічно точна: виходи точно відповідають ідеальним булевим таблицям істинності для кожного вентиля. Однак це ідеалізована модель, яка не симулює реальних ефектів, таких як затримка поширення, порогові напруги, обмеження навантажувальної здатності чи споживання енергії, наявні у фізичних транзисторних схемах.
Вентиль є універсальним, якщо будь-яку іншу логічну функцію можна відтворити, використовуючи лише його копії. І NAND, і NOR задовольняють цю умову, тож цілий процесор у принципі можна побудувати з вентилів одного типу. Ця властивість значно спрощує виробництво мікросхем, оскільки один стандартизований вентиль може реалізувати будь-яку схему.