Loginis elementas

Loginis elementas () – elektroninė schema, atliekanti Būlio algebros operaciją. Tariama, kad galimos tik dvi loginio elemento įėjimo ir išėjimo įtampų reikšmės: loginio nulio (pavyzdžiui, mažiau nei 0,4 V) arba loginio vieneto (pavyzdžiui, daugiau nei 2,4 V). Intervalas tarp 0,4 ir 2,4 įtampų reikalingas patikimam darbui užtikrinti. Loginio elemento samprata leidžia kurti kompiuterių ir kitas panašias schemas nesigilinant į elektronikai specifines detales. Tie patys elementai prireikus gali būti realizuojami tiek naudojant reles ar radijo lempas, tiek ir tranzistorius ar šiuolaikines mikroschemas.

Pagrindiniai elementų tipai 

Teoriškai įmanomi 16 vien tik du įėjimus turinčių loginių elementų, tačiau dauguma jų kaipo tokie nėra gaminami ir prireikus sukuriami pagal žinomas schemas sujungiant labiau paplitusius elementus.

Paprasčiausi aritmetiniai veiksmai 

Iš keturių elementų (du IR, vienas ARBA ir vienas NE) jau galima surinkti sudėties veiksmą atliekančią schemą. Schema sudeda vienženklius dvejetainius skaičius, gaudama dviženklį atsakymą pagal lentelę

Matyti, jog pirmasis skaitmuo tampa lygus vienetui tik sudedant du vienetus, taigi jo reikšmė yra (A IR B). Skaitmens reikšmę skaičiuoja elementas IR. Antrąjį skaitmenį skaičiuoja sudėtingesnė grandinė.

Tokia schema paprastai vadinama pussumatoriumi. Išbaigti sumatoriai turi papildomą įėjimą jiems į grandinę sujungti, įgalinant sudėti tokio ilgio skaičius, kiek yra sumatorių. Pavyzdžiui, 32 bitų procesoriui skaičiams sudėti reikia 32 sumatorių.

Atminties sukūrimas 

Kompiuteris turi sugebėti ne tik skaičiuoti, bet ir atsiminti duomenis bei programą. Atmintį turinčiose schemose loginiai elementai sujungiami sukuriant tiesioginius ar netiesioginius teigiamus grįžtamuosius ryšius.

Iliustracijoje pateikta atminties ląstelė surinkta iš dviejų NE ir dviejų IR-NE elementų. Schemos būsenai keisti yra du atskiri įėjimai, kurių aktyvi („įsimink“) reikšmė yra loginis 1. „Ramybės“ (saugojimo) būvyje abiejų įėjimų įtampa atitinka loginį 0. Toks ląstelės tipas vadinamas RS trigeriu.

Trečioji išėjimo signalo būsena 

Kai kurie elementai turi specialiu signalu įjungiamą trečią „didelės varžos“ ( arba Z) išėjimo signalo būseną. Šioje būsenoje elementas iš esmės yra atjungtas nuo išėjimo grandinės. Tokių elementų išėjimai gali būti sujungti tarpusavyje. Išėjimo signalą apsprendžia tuo metu aktyvus elementas (toks vienu metu gali būti tik vienas). Kitais atvejais elemento schema kai kada projektuojama taip, kad sujungus tarpusavyje išėjimus galiotų situacija „nulis visada nugali“ ar „vienetas visada nugali“, lygių konfliktui, nesugadinant pačių elementų.

Trečiąja būsena pagrįstas vieno pagrindinių kompiuterio elementų – magistralės – veikimas.

Šiuolaikiniai procesoriai turi dešimtis tūkstančių įvairių elementų.

Literatūra 
 Apie išskirtinį ARBA

Išnašos 

Kompiuteriai
Elektronika