Логические вентили
Логические вентили — бесплатная интерактивная симуляция из StudyFi Lab. Работает прямо в браузере, без регистрации и установки.
AND, OR, NOT, XOR и сумматоры из вентилей
Эксперименты
Логические элементы
Логический элемент превращает входные сигналы 0 и 1 в один выход. AND даёт 1, только когда оба входа равны 1 (Q = A · B), OR — когда хотя бы один равен 1 (Q = A + B), XOR — когда входы различаются, а NOT инвертирует вход. NAND и NOR — это AND и OR с инвертированным выходом, на что указывает кружок на символе. Таблица истинности перечисляет все комбинации входов; выделенная строка соответствует переключателям.
Попробуй: Выбери NAND и найди единственную комбинацию входов, при которой светодиод гаснет.
Собери схему
Собери собственную схему из переключателей, логических элементов и светодиодов. Каждый провод передаёт сигнал от одного выхода к одному входу; один выход может управлять несколькими входами, но вход слушает только один провод. Сигнал идёт только вперёд — провод, который вернул бы выход элемента на его собственный вход (обратная связь), не подключается. Таблица истинности всей схемы обновляется по ходу соединения.
Попробуй: Только из элементов NAND собери NOT (соедини оба входа одного NAND), а затем AND — NAND универсален.
Полусумматор
Полусумматор складывает два однобитных числа. Бит суммы S = A ⊕ B (XOR), перенос C = A · B (AND). Для 1 + 1 получается 10₂ = 2: сумма равна 0, а единица переносится в следующий разряд — как при сложении в столбик.
Попробуй: Переключи оба входа в 1 и проверь, что светодиоды C S показывают 10 — это два в двоичной системе.
Полный сумматор
Полный сумматор дополнительно принимает перенос Cᵢₙ из младшего разряда, поэтому складывает три бита. Он состоит из двух полусумматоров: S = A ⊕ B ⊕ Cᵢₙ, а перенос Cₒᵤₜ = A · B + Cᵢₙ · (A ⊕ B) равен 1, когда хотя бы два входа равны 1. Цепочка полных сумматоров складывает числа любой длины.
Попробуй: Установи все три входа в 1: 1 + 1 + 1 = 3 = 11₂, поэтому горят оба светодиода.
2-битный сумматор
Два 2-битных числа A = A₁A₀ и B = B₁B₀ (каждое от 0 до 3) складываются как в столбик. Полусумматор складывает младшие биты A₀ + B₀, а его перенос идёт в полный сумматор для битов A₁ + B₁. Результат S₂S₁S₀ трёхбитный, потому что наибольшей сумме 3 + 3 = 6 = 110₂ нужен ещё один разряд.
Попробуй: Задай A = 3 и B = 1 и посмотри, как проходит перенос: 11₂ + 01₂ = 100₂ = 4.
Кодовый замок
Светодиод загорается лишь при одной комбинации четырёх переключателей. Внутри каждый переключатель идёт на элемент AND либо напрямую (код требует 1), либо через NOT (код требует 0); элементы AND дают 1, только когда все их входы равны 1. Так цифровая схема распознаёт одну точную комбинацию битов.
Попробуй: Подбери код, а затем открой схему: элементы NOT подскажут, какие переключатели должны быть в 0.
Частые вопросы
Что такое «Логические вентили»?
Логические вентили — бесплатная интерактивная симуляция из StudyFi Lab. Работает прямо в браузере, без регистрации и установки. AND, OR, NOT, XOR и сумматоры из вентилей
Приложение «Логические вентили» бесплатное?
Да. Приложение «Логические вентили» полностью бесплатное. Оно работает в браузере на компьютере, планшете и телефоне, аккаунт не нужен.
Что можно изучить в приложении «Логические вентили»?
Логические элементы, Собери схему, Полусумматор, Полный сумматор, 2-битный сумматор, Кодовый замок.
Что показывает эксперимент «Логические элементы»?
Логический элемент превращает входные сигналы 0 и 1 в один выход. AND даёт 1, только когда оба входа равны 1 (Q = A · B), OR — когда хотя бы один равен 1 (Q = A + B), XOR — когда входы различаются, а NOT инвертирует вход. NAND и NOR — это AND и OR с инвертированным выходом, на что указывает кружок на символе. Таблица истинности перечисляет все комбинации входов; выделенная строка соответствует переключателям.
Что показывает эксперимент «Собери схему»?
Собери собственную схему из переключателей, логических элементов и светодиодов. Каждый провод передаёт сигнал от одного выхода к одному входу; один выход может управлять несколькими входами, но вход слушает только один провод. Сигнал идёт только вперёд — провод, который вернул бы выход элемента на его собственный вход (обратная связь), не подключается. Таблица истинности всей схемы обновляется по ходу соединения.
Готовишься к контрольной?
Загрузи свои конспекты, и StudyFi превратит их в карточки, тесты и подкасты.