Logika · Pelajaran 7 dari 9

Gerbang logika dan rangkaian sederhana

8 menit baca · BelajarCode

Di dalam chip, operator logika diwujudkan sebagai gerbang logika, yaitu rangkaian transistor kecil yang menerima satu atau dua sinyal listrik (0 atau 1) dan menghasilkan satu sinyal keluaran.

Gerbang logika dasar
GerbangKeluaran bernilai 1 jikaSama dengan
NOTMasukannya 0Membalik sinyal
ANDKedua masukan 1Operator AND
ORMinimal satu masukan 1Operator OR
XORKedua masukan berbedaExclusive OR
NANDTidak kedua masukan 1NOT dari AND

Komputer menjumlah dengan gerbang logika

Bagaimana komputer menghitung 1 + 1? Dalam biner, 1 + 1 = 10: tulis 0, simpan 1. Rangkaian yang menjumlahkan dua bit disebut half adder, dan ternyata hanya butuh dua gerbang:

  • Hasil (sum) = A XOR B
  • Simpanan (carry) = A AND B
Half adder
ABSimpanan (AND)Hasil (XOR)Artinya
00000 + 0 = 0
01010 + 1 = 1
10011 + 0 = 1
11101 + 1 = 10
Python
1def half_adder(a, b):2    hasil = a ^ b3    simpanan = a & b4    return simpanan, hasil56for a in [0, 1]:7    for b in [0, 1]:8        simpanan, hasil = half_adder(a, b)9        print(f"{a} + {b} = {simpanan}{hasil}")
Keluaran
0 + 0 = 00
0 + 1 = 01
1 + 0 = 01
1 + 1 = 10

Di Python, ^ adalah XOR dan & adalah AND untuk bit. Dengan merangkai banyak penjumlah seperti ini, prosesor bisa menjumlahkan bilangan 64 bit dalam sekejap.

Gerbang serba bisa

Gerbang NAND disebut gerbang universal, karena semua gerbang lain bisa dibuat hanya dari NAND. Banyak chip memanfaatkan sifat ini supaya pabrik cukup membuat satu jenis gerbang dalam jumlah besar.

Cek pemahaman

Gerbang apa yang menghasilkan 1 hanya jika kedua masukannya berbeda?

Latihan

Semua dari NAND

Buat fungsi nand(a, b). Lalu buat fungsi NOT dan AND hanya dengan memanggil nand. Petunjuk: NOT a sama dengan NAND(a, a), dan AND sama dengan NOT dari NAND.

Jalankan contoh kode di pelajaran ini tanpa instalasi lewat compiler Python online.

Tandai pelajaran ini selesai

Masuk ke aplikasi untuk mencatat kemajuan, lalu lanjutkan ke pelajaran berikutnya dari perangkat mana pun.

Buka di aplikasi