Informatikk som vitenskapen om samlingsteknikker,bestilling og behandling av ulike data begynner sin utvikling i midten av det tjuende århundre. Selv om noen historikere mener at begynnelsen av dannelsen av informatikk ble lagt tilbake på 1600-tallet, med oppfinnelsen av den første mekaniske kalkulatoren, forbinder de fleste det med en tid med mer avansert databehandlingsteknologi. På 40-tallet av 1900-tallet, med innføringen av de første datamaskinene, fikk informatikken en ny drivkraft i utviklingen.
Datavitenskap Studiefag
Det var med de første datamaskinenedet var behov for å utvikle nye metoder for systematisering, beregning og behandling av store datamengder, samt å utvikle algoritmer som ville gjøre det mulig å utnytte det fulle potensialet til nye datamaskiner. Informatikk mottok status som en uavhengig vitenskapelig disiplin og flyttet fra planet for matematiske beregninger til studiet av beregning generelt.
All moderne informatikk er basert pålogiske operasjoner. De kan kalles en grunnleggende komponent. I programmeringen av datasystemer er begrepet en logisk operasjon en slags handling, etter utførelsen av hvilket et nytt konsept eller mening genereres, som dannes på grunnlag av allerede eksisterende konsepter. Settet med slike handlinger kan variere avhengig av prosessorelementet som må utføre kommandoene. Imidlertid er det noen operasjoner som er felles for nesten alle eksisterende systemer. Dette er operasjoner som fungerer med innholdet i selve verdiene, for eksempel negasjon, eller de som endrer de kvantitative egenskapene til et konsept - addisjon, subtraksjon, multiplikasjon, divisjon.
Typer boolske operander
Siden logikkalgebra innebærer arbeid medabstrakte konsepter, så fungerer generaliserte datatyper som operander for alle logiske operasjoner. De klassiske elementene som proposisjonsalgebra jobber med er proposisjoner, falske eller sanne. I elektronikk og programmering brukes de boolske variablene true and false, eller heltallverdiene 1 (true) og 0 (false), for å beskrive disse begrepene. Kombinasjonen av disse verdiene, hvor utrolig det enn høres ut, er knyttet til arbeidet til de mest komplekse og store systemene. All programkode som kjøres på en datamaskin eller en hvilken som helst digital enhet, blir dynamisk oversatt til en sekvens av ener og nuller - en universell kode som kan behandles av en hvilken som helst prosessor.
Typer logiske operasjoner
Som nevnt tidligere, i klassikerenBoolsk algebra, det er to typer funksjoner. Grunnleggende logiske operasjoner på binære datatyper er handlinger som påvirker selve utsagnet (unary, eller unary, operasjon). Dette inkluderer også operasjoner som genererer nye utsagn basert på eksisterende verdier (binære operasjoner eller toplasser). Rekkefølgen for logiske operasjoner er den samme som når du utfører matematiske beregninger: fra venstre til høyre, inkludert parenteser.
Den mest enkle og en av de mest berømteBoolsk logikkfunksjon er negasjonsfunksjonen. Denne enkleste logiske operasjonen er motsatt av inngangsoperanden. I elektronikk kalles denne handlingen også noen ganger inversjon. Hvis du for eksempel inverterer dommen "sann", blir resultatet "falsk". Omvendt vil negering av verdien "false" resultere i verdien "true". En slik logisk operasjon i programmering blir ofte brukt til å forgrene algoritmer og implementere "valget" av neste sett med instruksjoner basert på resultatene som allerede er tilgjengelige eller endrede forhold.
Binær drift
I programmering og informatikk brukes detbegrenset sett med binære (binære) operasjoner. De får navnet sitt fra det latinske ordet bi, som betyr "to", og er en slags funksjon som tar to argumenter som input og returnerer en ny verdi som et resultat. Sannhetstabeller brukes til å beskrive alle funksjonene til boolsk algebra.
Hva trengs de til
Dette systemet er samlet for en spesifikkantall inngangsoperander og beskriver alle resulterende verdier som en gitt logisk operasjon kan returnere for et gitt sett med inngangsparametere.
De mest brukte funksjonene innen informatikk og databehandling er operasjoner av logisk tillegg (disjunksjon) og logisk multiplikasjon (konjunktjon).
Konjunksjon
Den logiske OG-operasjonen er en valgfri funksjonden minste av to eller n inngangsoperander. Ved inngangen kan denne funksjonen ha to (binær funksjon), tre verdier (ternær) eller et ubegrenset antall operander (n-ary-operasjon). Når du vurderer resultatet av funksjonen, vil den være den minste av de medfølgende inngangsverdiene.
En analog i vanlig algebra er funksjonenmultiplikasjon. Derfor kalles kombinasjonsoperasjonen ofte logisk multiplikasjon. Når du skriver en funksjon, er tegnet enten multiplikasjonstegn (prikk) eller ampersant. Hvis du sammenstiller en sannhetstabell for denne funksjonen, vil du se at funksjonen får verdien "sann", eller 1, bare hvis alle inngangsoperandene er sanne. Hvis minst en av inngangsparametrene er lik null, eller verdien er "falsk", vil resultatet av funksjonen også være "falsk".
Dette gjenspeiler analogien med aritmetisk multiplikasjon:å multiplisere et hvilket som helst tall og et sett med tall med 0 vil alltid returnere 0. Denne logiske operasjonen er kommutativ: rekkefølgen den mottar inngangsparametrene vil ikke påvirke det endelige resultatet av beregningen på noen måte.
En annen egenskap ved denne funksjonen erassosiativitet, eller kombinasjon. Denne egenskapen gjør det mulig å ignorere beregningsrekkefølgen når du beregner en sekvens av binære operasjoner. Derfor er det ikke behov for å ta hensyn til parentes for 3 eller flere sekvensielle logiske multiplikasjonsoperasjoner. I programmeringen brukes denne funksjonen ofte for å sikre at spesifikke kommandoer bare utføres når et sett med visse betingelser er oppfylt.
Disjunksjon
Logisk operasjon "ELLER" - en slags boolsk funksjon,som er analogt med algebraisk tillegg. Andre navn på denne funksjonen er logisk tillegg, disjunksjon. Akkurat som en logisk multiplikasjonsoperasjon, kan en disjunksjon være binær (beregne en verdi basert på to argumenter), ternær eller n-ary.
Sannhetstabell for en gitt logisk operasjoner et slags alternativ til sammenheng. Den logiske ELLER-operasjonen beregner det maksimale resultatet blant de angitte argumentene. Disjunction tar verdien "false" ved utgangen, eller 0 bare hvis alle inngangsparametre kommer med verdiene 0 ("false"). I alle andre tilfeller vil utgangen være "sann", eller 1. For å skrive denne funksjonen brukes oftest det matematiske tegnet på tillegg ("pluss") eller to vertikale striper. Det andre alternativet er vanlig i de fleste programmeringsspråk og er å foretrekke fordi det lar deg tydelig skille en logisk operasjon fra en aritmetisk.
Generelle egenskaper ved logiske operasjoner
Grunnleggende logiske operasjoner, uansett om de erbinære, ternære eller andre funksjoner er underlagt visse regler og egenskaper som beskriver deres oppførsel. En av slike grunnleggende egenskaper som de ovenfor beskrevne logiske funksjonene har er kommutativitet.
Denne egenskapen sørger for at permutasjonensteder for operander, vil ikke verdien av funksjonen endres. Ikke alle operasjoner har denne eiendommen. I motsetning til konjunksjon og disjunksjon, som tilfredsstiller kravene til kommutativitet, er ikke matrisemultiplikasjonsfunksjonen slik, og permutasjon av faktorer i denne operasjonen vil resultere i en endring i resultatet, samt eksponentiering.
Ytterligere aspekt
En annen viktig egenskap som ofte brukes i elektronikk og kretsløp er underordning av par av logiske operasjoner til De Morgans lover.
Disse lovene forbinder par med logiske operasjoner medved hjelp av den logiske negasjonsfunksjonen, det vil si at de lar deg uttrykke en logisk operasjon ved hjelp av en annen. For eksempel kan negasjonsfunksjonen til en konjunktjon uttrykkes ved hjelp av disjunksjonen av negativene til individuelle operander. Ved hjelp av disse lovene kan logiske operasjoner "OG", "ELLER" uttrykkes og implementeres gjensidig med minimale maskinvarekostnader. Denne egenskapen er ekstremt nyttig i kretsløp, da den sparer ressurser når du beregner og danner mikrokretsløp.
