Кіріспе. Пәннің мақсаты және тапсырмалары. Сандық техника негіздері. Логикалық элементтер. Логикалық элементтердің ақиқат кестесі.

Кіріспе. Пәннің мақсаты және тапсырмалары. Сандық техника негіздері. Логикалық элементтер. Логикалық элементтердің ақиқат кестесі.

Кіріспе

Сандық схемотехника пәні қазіргі заманғы ақпараттық технологиялар мен электронды құрылғылардың негізінде жатыр. Бұл пән сандық сигналдарды өңдеу мен тасымалдау үшін қажетті жүйелерді құру мен олардың жұмыс істеу принциптерін қарастырады. Сандық схемотехника микроэлектроника мен компьютер техникасы салаларында кеңінен қолданылады. Сонымен қатар, бұл пән электротехниканың негізін құрайды және сандық құрылғылардың жұмыс істеу принциптерін түсінуге мүмкіндік береді.

Пәннің мақсаты мен тапсырмалары

Сандық схемотехника пәнінің негізгі мақсаты - студенттерге сандық құрылғылардың негізгі принциптерін үйрету және оларды жобалау мен зерттеуде қолдана білу дағдыларын қалыптастыру. Осы пәннің негізгі тапсырмаларына:
- Логикалық элементтердің жұмыс істеу принциптері мен олардың математикалық негіздерін түсіну;
- Сандық схемотехникада қолданылатын негізгі логикалық операциялар мен олардың ақиқат кестелерін талдау;
- Сандық құрылғыларды жобалау және олардың жұмысын талдау қабілеттерін қалыптастыру;
- Қарапайым сандық схемаларды жасау және оларға модельдеу жүргізу;
- Цифрлық ақпаратты өңдеудің негіздерін түсіну;
- Сандық техниканың негізгі компоненттерін және оларды электротехникалық жүйелерде қолдану тәсілдерін меңгеру.

Сандық техника негіздері

Сандық техника дегеніміз ақпаратты екілік сандық сигналдар арқылы өңдеу әдісі. Екілік жүйеде мәліметтер тек екі мәнді (0 және 1) сигналдар түрінде беріледі. Сандық техникада бұл сигналдар логикалық деңгейлер деп аталады, және олар логикалық элементтер арқылы өңделеді. Логикалық элементтер логикалық операцияларды орындауға арналған электронды компоненттер болып табылады. Сандық сигналдар өте тұрақты және түрлі шуларға аз сезімтал, сондықтан ақпаратты тасымалдау мен сақтау кезінде оларды пайдалану ыңғайлы.
Сандық техниканың негізі екілік жүйеде, сондықтан барлық мәліметтер тек екілік түрінде көрсетіледі. Осыған байланысты сандық схемотехникада негізгі екілік амалдар (логикалық амалдар) орындалады.

Логикалық элементтер

Логикалық элементтер — бұл сандық схемотехникада қолданылатын негізгі блоктар. Әр логикалық элемент белгілі бір логикалық операцияны орындайды. Сандық жүйелерде бірнеше негізгі логикалық элементтер қолданылады, олар:
- ЖӘНЕ (AND) — екі немесе одан да көп сигналдың барлығы 1 болғанда ғана 1 нәтиже береді. AND элементі тек барлық кірістер бір уақытта жоғары деңгейде болғанда шығыста жоғары деңгей береді;
- НЕМЕСЕ (OR) — кез келген бір сигнал 1 болғанда нәтиже ретінде 1 береді. OR элементі кез келген кірісте жоғары деңгей болса, шығыста да жоғары деңгей береді;
- ЕМЕС (NOT) — сигналды кері мәнге аударады: 1-ді 0-ге, 0-ді 1-ге. NOT элементі тек бір кіріске ие және кіріс деңгейінің қайта өңделген нұсқасын шығыста көрсетеді;
- XOR (айырықша НЕМЕСЕ) — кіріс сигналдарының біреуі ғана 1 болған жағдайда шығыста 1 береді. Егер барлық кірістер бірдей деңгейде болса, онда XOR элементінің шығысында 0 болады.
Бұл элементтер қарапайым сандық құрылғыларды жасау үшін пайдаланылады және күрделі сандық жүйелердің негізін құрайды.

Логикалық элементтердің ақиқат кестесі

Ақиқат кестесі — бұл логикалық элементтің барлық мүмкін кіріс мәндеріне сәйкес келетін шығыс мәндерін көрсететін кесте. Мысалы:
- ЖӘНЕ (AND) элементінің ақиқат кестесі:
  | A | B | A AND B |
  | 0 | 0 |    0    |
  | 0 | 1 |    0    |
  | 1 | 0 |    0    |
  | 1 | 1 |    1    |

- НЕМЕСЕ (OR) элементінің ақиқат кестесі:
  | A | B | A OR B  |
  | 0 | 0 |    0    |
  | 0 | 1 |    1    |
  | 1 | 0 |    1    |
  | 1 | 1 |    1    |

- ЕМЕС (NOT) элементінің ақиқат кестесі:
  | A | NOT A |
  | 0 |   1   |
  | 1 |   0   |

Логикалық элементтердің ақиқат кестелері сандық схемотехникада маңызды рөл атқарады, себебі олар әрбір элементтің кірістер мен шығыстар арасындағы байланысын анықтайды. Осы кестелер арқылы сандық логикалық құрылғылардың құрылымын оңай жобалауға болады.

Қорытынды

Сандық схемотехника пәні сандық құрылғылардың жұмыс істеу принциптерін тереңірек түсінуге мүмкіндік береді. Пәнді меңгеру арқылы студенттер сандық жүйелерді жобалау, логикалық элементтерді түсіну және оларды нақты жүйелерде қолдана білу қабілеттерін дамытады. Сандық схемотехника инженерлерге түрлі ақпараттық және электронды жүйелерді құруға қажетті теориялық және практикалық білім береді.
Сандық схемотехникада қолданылатын логикалық элементтердің әрбірі негізгі рөл атқарады және осы тақырыпты тереңірек зерттеу арқылы студенттер күрделі сандық құрылғыларды жобалауды үйренеді.