Informatiikka keräystekniikan tiede,Erilaisten tietojen tilaaminen ja käsittely alkaa kehittämisen 1900-luvun puolivälissä. Vaikka jotkut historioitsijat uskovat, että tietojenkäsittelytieteen muodostuminen alkoi jo 1700-luvulla, ensimmäisen mekaanisen laskimen keksinnöllä se yhdistetään useimmiten edistyneemmän laskentatekniikan aikakauteen. 1900-luvun 40-luvulla, ensimmäisten tietokoneiden myötä, informatiikka sai uuden sysäyksen kehitykseen.
Tietojenkäsittelytieteen tutkimuksen aihe
Se tapahtui ensimmäisten tietokoneiden myötäkävi tarpeelliseksi kehittää uusia järjestelmiä, laskentaa ja käsittelyä suurille tietoryhmille sekä kehittää algoritmeja, jotka mahdollistaisivat uusien tietokoneiden täyden potentiaalin hyödyntämisen. Tietojenkäsittelytiede sai itsenäisen tieteellisen kurinalaisuuden aseman ja siirtyi matemaattisten laskelmien tasolta laskennan tutkimiseen yleensä.
Kaikki nykyaikainen tietojenkäsittelytiede perustuuloogiset operaatiot. Niitä voidaan kutsua perustekijäksi. Tietokonejärjestelmien ohjelmoinnissa loogisen operaation käsite on eräänlainen toiminta, jonka suorittamisen jälkeen syntyy uusi käsite tai merkitys, joka muodostetaan jo olemassa olevien käsitteiden perusteella. Tällaisten toimintojen joukko voi vaihdella prosessorin elementin mukaan, jonka on suoritettava komennot. On kuitenkin joitain toimintoja, jotka ovat yhteisiä lähes kaikille olemassa oleville järjestelmille. Nämä ovat toimintoja, jotka toimivat itse arvojen sisällön kanssa, esimerkiksi negaatio, tai toimintoja, jotka muuttavat käsitteen kvantitatiivisia ominaisuuksia - yhteenlasku, vähennyslasku, kertolasku, jako.
Boolen operandityypit
Koska logiikan algebra merkitsee työtäabstraktit käsitteet, sitten yleistetyt tietotyypit toimivat kaikkien loogisten operaatioiden operandeina. Klassiset elementit, joiden kanssa propositioalgebra toimii, ovat väitteitä, väärät tai totta. Elektroniikassa ja ohjelmoinnissa näiden termien kuvaamiseen käytetään Boolen muuttujia true ja false, tai kokonaislukuja 1 (true) ja 0 (false). Näiden arvojen yhdistelmä, riippumatta siitä kuinka uskomattomalta se kuulostaa, on sidottu monimutkaisimpien ja suurten järjestelmien työhön. Kaikki tietokoneessa tai missä tahansa digitaalisessa laitteessa suoritettava ohjelmakoodi muunnetaan dynaamisesti ykkösten ja nollien sarjaksi - universaaliksi koodiksi, jota kaikki prosessorit voivat käsitellä.
Loogisten operaatioiden tyypit
Kuten aiemmin mainittiin, klassisessaBoolen algebra, toimintoja on 2 tyyppiä. Binaaritietotyyppien loogiset perustoiminnot ovat toimintoja, jotka vaikuttavat itse lausekkeeseen (unary tai unary, operaatio). Tämä sisältää myös toiminnot, jotka luovat uusia lauseita olemassa olevien arvojen perusteella (binaaritoiminnot tai kaksipaikkaiset). Loogisten operaatioiden järjestys on sama kuin mitä tahansa matemaattista laskentaa suoritettaessa: vasemmalta oikealle, sulkeet mukaan lukien.
Yksinkertaisin ja yksi kuuluisimmistaBoolen logiikkatoiminto on negaatiofunktio. Tämä yksinkertaisin looginen operaatio on päinvastainen sisääntuloperandilla. Elektroniikassa tätä toimintaa kutsutaan joskus inversioksi. Jos esimerkiksi käännät tuomion "tosi", tulos on "väärä". Vastaavasti arvon "epätosi" nollaaminen johtaa arvoon "tosi". Tällaista loogista operaatiota ohjelmoinnissa käytetään hyvin usein algoritmien haaroittamiseen ja seuraavan käskysarjan "valinnan" toteuttamiseen jo käytettävissä olevien tulosten tai muuttuneiden olosuhteiden perusteella.
Binaaritoiminnot
Ohjelmoinnissa ja tietojenkäsittelytieteessä sitä käytetäänrajoitettu joukko binaarisia (binaarisia) operaatioita. He saavat nimensä latinankielisestä sanasta bi, joka tarkoittaa "kaksi", ja ne ovat eräänlainen toiminto, joka ottaa syötteeksi kaksi argumenttia ja palauttaa tulokseksi yhden uuden arvon. Totuustaulukoita käytetään kuvaamaan kaikkia Boolen algebran toimintoja.
Mitä he tarvitsevat
Tämä järjestelmä on koottu tietyllesyöttöoperandien lukumäärä ja kuvaa kaikki tuloksena olevat arvot, jotka tietty looginen operaatio voi palauttaa tietylle syöteparametrien joukolle.
Tietotekniikassa ja laskennassa yleisimmin käytetyt toiminnot ovat looginen lisäys (disjunktio) ja looginen kertolasku (konjunktio).
Yhdistelmä
Looginen JA-operaatio on valinnan funktiopienin kahdesta tai n sisääntuloperandista. Sisääntulossa tällä funktiolla voi olla kaksi (binääritoiminto), kolme arvoa (kolmikantainen) tai rajoittamaton määrä operandeja (n-ary-operaatio). Toiminnon tulosta arvioitaessa se on pienin annetuista tuloarvoista.
Analogi tavallisessa algebrassa on funktiokertolasku. Siksi yhdistysoperaatiota kutsutaan usein loogiseksi kertolaskuksi. Funktiota kirjoitettaessa merkki on joko kertolasku (piste) tai ampersantti. Jos koot totuustaulukon tälle toiminnolle, huomaat, että funktio saa arvon "true" tai 1 vain, jos kaikki syöttöoperaatit ovat totta. Jos ainakin yksi tuloparametreista on yhtä suuri kuin nolla tai arvo on "false", niin funktion tulos on myös "false".
Tämä heijastaa analogiaa aritmeettisen kertolaskun kanssa:minkä tahansa luvun ja numerojoukon kertominen 0: lla palauttaa aina 0. Tämä looginen operaatio on kommutatiivinen: järjestys, jossa se vastaanottaa syöteparametrit, ei vaikuta laskutoimituksen lopputulokseen.
Tämän toiminnon toinen ominaisuus onassosiatiivisuus tai yhdistelmä. Tämän ominaisuuden avulla voidaan jättää huomiotta laskentajärjestys laskettaessa binääritoimintojen sarjaa. Siksi 3 tai useammalle peräkkäiselle loogiselle kertolaskuoperaatiolle ei ole tarvetta ottaa huomioon sulkeita. Ohjelmoinnissa tätä toimintoa käytetään usein varmistamaan, että tietyt komennot suoritetaan vain, kun tietyt ehdot täyttyvät.
Disjunktio
Looginen operaatio "OR" - eräänlainen looginen toiminto,mikä on analoginen algebrallisen lisäyksen kanssa. Muut tämän toiminnon nimet ovat looginen lisäys, disjunktio. Aivan kuten looginen kertolaskuoperaatio, myös disjunktio voi olla binääri (laskea arvo kahden argumentin perusteella), kolmikanta tai n-aria.
Totuustaulukko tietylle loogiselle toiminnolleon eräänlainen vaihtoehto yhteydelle. Looginen TAI-operaatio laskee maksimituloksen toimitettujen argumenttien joukosta. Disjunktio ottaa arvon "false" lähdössä tai 0 vain, jos kaikkien tuloparametrien arvot ovat 0 ("false"). Kaikissa muissa tapauksissa tulos on "true" tai 1. Tämän toiminnon kirjoittamiseen käytetään useimmiten matemaattista lisäysmerkkiä ("plus") tai kahta pystysuoraa raitaa. Toinen vaihtoehto on yleinen useimmilla ohjelmointikielillä ja on edullinen, koska sen avulla voit erottaa selkeästi loogisen operaation aritmeettisesta toiminnosta.
Loogisten operaatioiden yleiset ominaisuudet
Loogiset perustoiminnot, olivatpa ne unaarisia,binaarisiin, kolmikomponenttisiin tai muihin toimintoihin sovelletaan tiettyjä sääntöjä ja ominaisuuksia, jotka kuvaavat heidän käyttäytymistään. Yksi tällaisista perusominaisuuksista, joita yllä kuvatuilla loogisilla toiminnoilla on, on kommutatiivisuus.
Tämä ominaisuus varmistaa, että permutaatiooperandien paikoissa, funktion arvo ei muutu. Kaikilla toiminnoilla ei ole tätä ominaisuutta. Toisin kuin konjunktio ja disjunktio, jotka täyttävät kommutatiivisuuden vaatimukset, matriisin kertolaskufunktio ei ole sellainen, ja tekijöiden permutaatio tässä operaatiossa johtaa tuloksen muutokseen sekä eksponentioon.
Lisänäkökohta
Toinen tärkeä ominaisuus, jota käytetään usein elektroniikassa ja piireissä, on loogisten operaatioiden parien alistaminen De Morganin laille.
Nämä lait yhdistävät loogisten operaatioiden paritkäyttämällä loogista negaatiofunktiota, toisin sanoen niiden avulla voit ilmaista yhden loogisen operaation toisella. Esimerkiksi konjunktion negaation funktio voidaan ilmaista käyttämällä yksittäisten operandien negatiivien disjunktiota. Näiden lakien avulla loogiset operaatiot "AND", "OR" voidaan ilmaista ja toteuttaa toisiinsa minimaalisilla laitteistokustannuksilla. Tämä ominaisuus on erittäin hyödyllinen piireissä, koska se säästää resursseja laskettaessa ja muodostettaessa mikropiirejä.
