Компьютерная логика – это фундаментальная концепция, лежащая в основе работы всех современных цифровых устройств. Она позволяет компьютерам обрабатывать информацию и выполнять сложные задачи, используя простые логические операции.
Компьютеры и логика – это два неразрывных понятия. Классическая логика, в которой высказывание может быть только истинным или ложным, является основой для работы компьютеров.
Если обозначить истинное значение единицей, а ложное – нулем, то описать логические выражения можно только нулями и единицами – двоичным кодом. Поскольку компьютер работает именно с двоичным кодом, то обработка информации в нем сводится к выполнению логических операций.
Через эти три операции можно вывести все остальные логические функции (набор логических правил), поэтому они образуют базис. Идеи Буля позволили построить современные компьютеры, способные решать сложные задачи и обрабатывать огромные объемы информации.
Логические операции задаются и определяются с помощью таблиц истинности – инструмента, который используется для визуального представления логических операций и их результатов. Таблица показывает все возможные комбинации входных значений и соответствующие им выходные результаты для данной операции.
Ниже пример таблицы истинности логической функции, которая на выход отдает тоже значение, что было принято на вход:
Пример таблицы истинности логической функции
Преимущества таблиц истинности заключаются в том, что это довольно простой и наглядный способ показать все возможные результаты любой логической функции. Поэтому данный инструмент широко используется в электронике, информатике и других областях.
Операция НЕ (NOT) – это одна из самых простых логических операций. Она инвертирует (меняет значение на противоположное) значение входного сигнала.
Таким образом на вход операция НЕ принимает один входной сигнал, который может быть истинным (1) или ложным (0), а на выходе операция НЕ выдает противоположное значение входному сигналу.
Таблица истинности:
Таблица истинности с операцией НЕ (NOT)
Операция И (AND) – это логическая операция, которая выдает истину (1) только тогда, когда все ее входные сигналы истинны. Операция И принимает два или более входных сигналов, каждый из которых истинный (1) или ложный (0).
Таким образом выходной сигнал операции И равен 1 только в том случае, если все входные сигналы равны 1. В противном случае выходной сигнал равен 0.
Таблица истинности:
Таблица истинности с операцией И (AND)
Операция ИЛИ (OR) – это логическая операция, которая выдает истину (1) если хотя бы один из ее входных сигналов истинен. Операция ИЛИ принимает два или более входных сигналов, каждый из которых может быть истинным (1) или ложным (0).
Таким образом выходной сигнал операции ИЛИ равен 1 если хотя бы один из входных сигналов равен 1. В противном случае выходной сигнал равен 0.
Таблица истинности:
Таблица истинности с операцией ИЛИ (OR)
Операция НЕ инвертирует значение: если вход истина, выход ложь, и наоборот.
Операция И выдает истину только тогда, когда все входы истинны.
Операция ИЛИ выдает истину, если хотя бы один вход является истиной.