Современный этап промышленного развития характеризуется тем, что разработчики систем автоматики и вычислительной техники стремятся использовать функциональные модули, выполняющие определённые схемные задачи: логические преобразования, хранение информации и т.д. Конкретный вид электрической схемы, использованной для реализации заданной логической функции, как правило, не имеет существенного значения. Техническое устройство, реализующее логическую функцию, может рассматриваться просто как логический элемент, внутренняя структура которого не конкретизируется.
Логический элемент компьютера представляет собой часть электронной схемы, реализующей элементарную логическую функцию.
С помощью базовых логических элементов можно реализовать любую логическую функцию, выполняющую арифметические операции или хранение информации. Обычно у вентилей от двух до восьми входов и один или два выхода. Состояние логических элементов характеризуется таблицей входов-выходов логических элементов. Компьютер работает на электричестве, т.е. логические элементы компьютера оперируют с сигналами, представляющими собой электрические импульсы. На входы логических элементов подаются электрические сигналы высокого уровня напряжения (+5 вольт) – «логическая 1», и низкого уровня напряжения (около 0 вольт) – «логический 0».
Преобразование сигнала логическим элементом является таблицей состояния, которая фактически является таблицей истинности, соответствующей логической функции.
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 комбинаций трех основных, любые устройства компьютера, производящие обработку или хранение информации, могут быть собраны из базовых логических элементов, как из «кирпичиков».
Логический элемент «И».
На выходы А и В логического элемента (рис1) подаются два сигнала (00,01,10 или 11). На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности операции логического умножения.
Логический элемент «НЕ».
На вход А логического элемента (рис3) подается сигнал 0 или 1. На выходе получается сигнал 0 или 1 в соответствии с таблицей истинности инверсии.
