ما هو المنطق الرقمي

1 إجابة واحدة
طالبة
الهندسة المعلوماتية, جامعة تشرين

لا بدّ من أن تكون قد تعاملت مع دارة كهربائية سابقًا، فهي موجودة بكلّ تفصيلٍ من الأجهزة الكهربائيّة. ما الأساس التي تقوم عليه، وكيف تعطيك النتائج، وما هو المنطق الأساسي لنتائجها.

بشكٍل عام تصنّف الدارات الكهربائية إلى صنفين أساسيين، الدارات الرقمية والدارات التماثليّة (التشابهيّة)، تعتمد الدارات التماثليّة على حسابات تتعلق بالجهد، والتيار، والمقاومة، والقدرة الكهربائية، وغيرها من الحسابات التي تتعلق ببعضها. أما الدارات الرقمية هي الدارات التي تعتمد على المنطق، وتأخذ من الأرقام الثنائية أساسًا لعملها.

ظهر مصطلح المنطق الرقمي مع بداية القرن العشرين، ولقد كانت نقلة نوعية في مجال التكنولوجيا الحديثة، حيث أصبح الاعتماد الأساسي عليه في جميع الالكترونيات الحديثة، ومن ثم كانت الثورة الرقمية التي ميزت القرن الماضي.

يعرّف المنطق الرقمي بأنه الأساس التي تقوم عليه الحوسبة الرقمية. ويتمثّل برقمين هما الصفر والواحد، الواحد يدلّ على وجود نبضة كهربائية، بينما الصفر يدل على عدم وجودها.

ويُمثِّل المنطق الرقمي النظام الأساسي الذي  يصمّم لوحات الدوائر الالكترونية التي تُبنى على أساس البوابات المنطقية، ويُسمّى النظام الرقمي. وهو التمثيل الرقمي للإشارات ولتسلسلات الدائرة (الدارة) الرقمية.

تتكون الدوائر المنطقية التي تعتمد على المنطق الرقمي بشكل أساسي من عدة بوابات منطقيّة (AND,OR, XOR NAND, NOR)، ولكل بوابة منطقية خرجها الخاص بها:

AND: خرجها واحد في حال كانت جميع مدخلاتها واحد، وصفر غير ذلك.

OR: خرجها واحد إذا كانت أحد مدخلاتها على الأقل واحد، وصفر غير ذلك.

XOR: خرجها واحد إذا كان أحد الدخلين فقط واحد، وصفر غير ذلك.

NAND: الخرج واحد إذا كان أحد المدخلات على الأقل صفر، وصفر غير ذلك.

NOR: الخرج واحد إذا كانت جميع المدخلات صفر، وصفر غير ذلك.

كما يوجد أيضًا بوابات NOT ، خرجها دائمًا عكس الدخل( غالبًا لا تُعتبر بوابات منطقية لأنها لا تقوم باتخاذ القرارات).

تتكون البوابة المنطقية بشكل أساسي من خلية، وكل خلية تتكون من أربع نقاط متصلة مع بعضها بحلقة، واثنين من أجهزة قياس التيار الكهربائي أحادية النقطة.  يتم تشغيل الجهاز بتطبيق مدخلات على أبواب الخلية.

يهتم النظام القائم على المنطق الرقمي بتأمين البيئة التي تربط مكونات الحاسب الداخلية مع بعضها. ومن الجدير بالذكر أن كلمة حاسب تشمل العديد من الأجهزة، مثل أجهزة الكمبيوتر، والآلة الحاسبة، والساعات بأنواعها، و أجهزة ألعاب الكمبيوتر، وغيرها.

تتميّز الأنظمة الرقمية بأنها تتفاعل جيدًا مع الأجهزة التي تحتاج لذواكر كبيرة بشكل عام، كما أن تخزين المعلومات بواسطة هذه الأنظمة يمنح موثوقية وحصانة للمعلومات عند استرجاعها. إضافًة إلى أن أهم ما يميزها، أنّه في حال وجود ضجيج خفيف إلى متوسط لا يتأثر النظام به ويعطي نتائج صحيحة، كما لو أن هذا الضجيج غير موجود، ولكن إذا ارتفع مستوى الضجيج كثيرًا من الممكن أن يعطي النظام نتائج غير متوقعة، بنسبة خطأ كبيرة جدًا.

وبالمقابل يوجد بعض المساوئ للدوائر الرقمية، أولها أنها تحتاج لطاقة أكبر من تلك التي تحتاجها الدوائر التماثلية، وخاصًة في حال كان الجهاز يعتمد على البطارية، فسيشكل مشكلة ليست بسهلة، أمّا في حال كان الجهاز ثابت التغذية فلا مشكلة تُذكر. كما تشكل أسعارها الأغلى نسبيًا تحديًا آخرًا.

وتُعتبر الإشارات المرورية ، ودارات المصاعد، واللوحات الالكترونية المضيئة، والآلات الحاسبة، أمثلة عن الاستخدامات البسيطة  للأنظمة الرقميّة. ومن ثمّ تتطور هذه الأنظمة، وتتعقد استخداماتها لتدخل في التقنيات المستخدمة في الفضاء الخارجي. وتعدّ الحواسيب بمختلف أنواعها وأحجامها ومساحات تخزينها من أحدث وأقوى ما أنتجته الأنظمة الرقمية في العصر الحديث. ومن الجدير بالذكر أنه ما زالت الأبحاث التي تختص بتطوير الأنظمة الرقمية قائمة حتى اليوم، وكل تطوير صغير بها يُعدّ بمثابة إنجاز كبير.

أكمل القراءة

56 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "ما هو المنطق الرقمي"؟