האמת מאחורי "זוטו - הרפתקאותיו של וירוס מחשבים" בהוצאת רימונים

רשימת ערכים:

אלגוריתם

ביצי פסחא

בסיסי ספירה

הברון מינכהאוזן ואתחול המחשב

ויקיפדיה

מספרים מיוחדים

מערכת ההפעלה

ניוטון

סיבית

קילו-מגה-ג'יגה

שערים לוגיים



ערכים נוספים של הזוטופדיה מצורפים בסוף הספר זוטו - הרפתקאותיו של וירוס מחשבים

שערים לוגיים


שערים לוגיים אלקטרוניים הם מכונות קטנות ופשוטות שמבצעות חישובים על סיביות (כלומר ביטים, הספרות אפס או אחת). הסיביות זורמות אליהם דרך חוטי חשמל. כשזורם זרם חשמלי פירושו הספרה אחת וכשלא זורם זרם פירושו הספרה אפס. זהו הקלט. תוצאת החישוב יוצאת דרך חוט חשמל נוסף, הוא נקרא פלט.

הנה שער לוגי לדוגמה הקרוי שער 'או'.

שער 'או'
השתמשו בכפתורים הירוקים על מנת לשנות את הקלט

השער הוא החלק הסגול שבמרכז. סיביות הקלט מגיעות דרך חוטי החשמל מצד שמאל, וסיבית הפלט יוצאת מימין. הזרם החשמלי מסומן על ידי חוט תכלת, והוא מייצג את הספרה 1. כשאין זרם חשמלי החוט צבוע בשחור והוא מייצג את הספרה 0.

השער מוציא 1 כפלט כאשר הוא מקבל 1 כקלט באחת משתי הכניסות. לכן הוא נקרא שער 'או': יש 1 בפלט אם בכניסה העליונה או בתחתונה יש 1.

בדומה לשער 'או' יש שערים לוגיים רבים נוספים. הנה עוד דוגמה: שער 'וגם'.

שער 'וגם'
השתמשו בכפתורים הירוקים על מנת לשנות את הקלט

השער מוציא 1 כפלט כאשר הוא מקבל 1 כקלט בכניסה העליונה וגם בתחתונה.

מחבר

שער לוגי בודד איננו מועיל במיוחד, אבל אם מחברים כמה שערים ביחד אפשר לבנות מכונות שמבצעות חישובים מסובכים. כעת נראה כיצד בונים משערים לוגיים מכונה קטנה שמסוגלת לחבר מספרים.

מכיוון ששערים לוגיים פועלים על סיביות עלינו להשתמש בבסיס הבינארי. הנה, לנוחותכם, תירגום של המספרים 0-7 לבסיס הבינארי (כלומר האופן שבו הם מיוצגים בעזרות סיביות):

טבלת תירגום מבסיס עשרוני לבסיס בינארי

בסיס עשרוני בסיס בינארי
00
11
210
311
4100
5101
6110
7111

כמו כן המחבר שלנו זקוק לשער לוגי מסוג חדש: 'או אקסקלוסיבי'.

שער 'או אקסקלוסיבי'
השתמשו בכפתורים הירוקים על מנת לשנות את הקלט

השער מוציא 1 כפלט כאשר הוא מקבל 1 כקלט באחת מהכניסות (העליונה או התחתונה), אבל לא בשתיהן! כשבשתי הכניסות מתקבל 1 השער מוציא 0.

כעת אנו מוכנים להציג את המחבר.

מחבר
השתמשו בכפתורים הירוקים על מנת לשנות את הקלט

המחבר הזה מסוגל לחבר שני מספרים בטווח 0-3 ולכן התוצאה היא בטווח 0-6 (אתם עשויים לראות את המספר 7 מופיע לרגע בפלט בזמן שהמכונה עדיין עובדת).

המחבר בנוי משערי 'וגם' ושערי 'או אקסקלוסיבי' בלבד. אתם יכולים לזהות אותם על פי צורתם.

מהאנימציה אפשר לראות את העובדות הבאות:

  • ככל שבמכונה יש יותר שערים לוגיים כך לוקח לה יותר זמן עד שהחישוב מסתיים. במציאות מקדישים מאמץ רב על מנת למצוא את הדרך היעילה והחסכונית ביותר לחבר שערים לוגיים ביחד.
  • המחבר הפשוט הזה מדגים את היתרון בעבודה עם סיביות והבסיס הבינארי. אילו עבדנו עם בסיס עשרוני לא היינו יכולים להשתמש בשערים לוגיים, ואז היה קשה הרבה יותר לבנות מכונה שמבצעת חיבור.

מחשב הוא למעשה מכונה הבנויה משערים לוגיים. במחשב ביתי טיפוסי יש מיליארדים מהם.


יש לכם שאלה? תגובה? הערה?

תנאי שימוש
כל הזכויות שמורות © 2009