¿Cómo es la computadora capaz de realizar la lógica? ¿Cuál es la base sobre la cual puede incluso proceder funciones que se realizarán a través de puertas lógicas?

En cada computadora, hay cientos de millones de puertas lógicas. Las puertas lógicas están conectadas de tal manera que pueden realizar funciones más complejas.

Hay aplicaciones que pueden simular y enseñarle sobre puertas lógicas y circuitos lógicos. Mi favorito es Logic Simulator Pro, que está disponible para Android. Una buena aplicación para Apple se llama Circuitry. Incluso hay una aplicación social, donde puedes simular y publicar tus propios circuitos en la comunidad. Se llama EveryCircuit. Puede simular circuitos digitales y analógicos. Está disponible tanto para App Store como para Google Play Store. También hay una aplicación para Windows y Mac OS. Se llama Logismo. Puede descargar el programa desde SourceForge.net.

Mire el video de YouTube para comprender muy bien cómo se utilizan las puertas lógicas en las computadoras. El video muestra cómo las computadoras agregan números.

Estoy escribiendo desde un dispositivo móvil y no tengo tiempo para dar la respuesta del Grado en Informática, pero aquí hay una buena comparación. (Editar: ahora mejorando esto desde el escritorio).

¿Sabes cómo la multiplicación no existe sin la suma, y ​​cuando se simplifica, en realidad solo la suma está sucediendo un montón? ¿Y cómo x a la potencia de 2 es solo x * x, que es x grupos de x?

Los componentes básicos del funcionamiento de una PC se mueven hasta lo que usted mencionó: puertas lógicas. La puerta lógica más básica es la puerta “NO”, que invierte una señal. Literalmente, es físicamente necesario hacer esto: si recibe electricidad, no la apague. Si está recibiendo electricidad, apague la salida. No es una decisión que toma, sino una propiedad física.

Estas “puertas lógicas” poseen todas las propiedades físicas de cambiar sus señales de salida en función de cuáles son sus señales de entrada. Reciben la energía para hacerlo desde una red, y las salidas se cronometran para leerse y transmitirse para su posterior cálculo por medio de un “reloj”, que generalmente es una pieza de cuarzo físicamente oscilante.

En términos de computadora, cambia un 0 a un 1 o un 1 a un 0. Puede hacer una cierta combinación de compuertas NOT para hacer una compuerta AND (en realidad, una compuerta OR se puede hacer con compuertas NOT, y luego agrega un ” NOT “al final para obtener un AND), que genera un 1 si hay 2 1s, o un 0 en caso contrario. Erik Johanson habla más sobre esto en su respuesta.

1. Bla, bla , haces esto un montón y tienes algo que puede sumar, restar, etc.

1. También puede hacer celdas de memoria volátiles con las compuertas, y puede hacer cambiar la memoria sensible.

Vaya, espero haber leído bien esa pregunta, y esa autocorrección no me avergonzó demasiado.

Eléctricamente, las puertas lógicas son literalmente solo cables y piezas que cambian según la entrada eléctrica. Los cambios se producen con otros elementos físicos que oscilan (un temporizador) o un botón u otra entrada. De la misma manera que combinas matemáticas más simples para hacer matemáticas más altas, entonces combinas estos pequeños componentes eléctricos delicados para realizar una “lógica” de orden superior.

Otra cosa que realmente me gustó de las otras respuestas fue la mención de Erik de algunos programas de simuladores lógicos. No le haré el mal servicio de robar la lectura rápida de su contenido a favor de los enlaces, así que ve a comprobar tu respuesta aquí mismo.

Con estos programas, o incluso la electricidad Redstone de Minecraft y las antorchas (que actúan como NO), puede ver cómo un grupo de estos en la combinación correcta puede realizar tareas bastante significativas y complejas. La gente ha hecho calculadoras que funcionan dentro del juego. Si una computadora que funcionara no requiriera tantas de estas conexiones, y el juego no fuera tan lento, estoy seguro de que ya existiría una “computadora” dentro del juego.

Solo agregaré un poco a la otra explicación …

Comienza cuando alguien dice “Llamaré a una medida de alto voltaje un 1, y llamaré a una medida de bajo voltaje un 0.” Pueden llamarlos “verdadero” y “falso” si lo desean. Ahora dicen: “Entonces, ¿qué significa el operador de álgebra booleana Y”.

En álgebra booleana, 1 Y 1 significa 1. a 1 Y 0 significa 0. a 0 Y 1 significa 0; un 0 y 0 significa 0.

Entonces, ¿cómo elige el ingeniero un circuito que refleje esa definición de álgebra booleana? (ver la publicación de Erik Johanson para eso).

El punto es que el ingeniero está usando los voltajes (o flujo de corriente) para simular la lógica de las matemáticas. El ingeniero tiene que tener cuidado, porque las matemáticas tienen propiedades de ser preciso, exacto, nunca cambia … los circuitos no son precisos, ni exactos, y cambian con el tiempo, no mucho, pero el cambio químico / físico ocurre al caerse, doblado, con poca potencia o con demasiada potencia … también ocurren cambios químicos: los contactos se ensucian, se oxidan, se corroen, se rayan, … Por lo tanto, el ingeniero debe tener esto en cuenta al diseñar y construir los circuitos.

Una vez que se hacen los circuitos básicos (que representan AND, OR, NOT), el ingeniero puede usarlos para modelar construcciones de álgebra booleana más complejas. Usando combinaciones de circuitos AND y NOT, es posible usar un número (combinaciones de representaciones 1 y 0) para un nuevo concepto: una “dirección”. Una combinación específica de 1s y 0s como 101 (también conocido como 5 decimal) puede identificarse por (1 AND (NOT 0)) AND 1). Si el resultado es un 1, entonces el circuito ha identificado una ubicación. El “1” de esa identificación se puede usar para encender un grupo de otros voltajes que representan el contenido de la “dirección” 5. La expresión booleana que hace tal identificación se llama “decodificador” (y se usa MUCHO – CADA la ubicación de la memoria tiene un decodificador para determinar si se va a usar el almacenamiento asociado, en cualquier lugar donde se vaya a usar o no una selección de circuitos.

De la misma manera, los números se pueden usar para identificar operaciones específicas que se deben realizar (como sumar valores, restar o probar para ver si un valor es cero). Esta es la función de la unidad lógica aritmética o ALU para abreviar (la “lógica” aquí proviene de poder usar AND, OR, NOT como operaciones en un grupo de voltajes al mismo tiempo, así como también usar operaciones aritméticas como ADD, SUSTRAER…). Cada operación de la ALU tiene un circuito de decodificación que es “1” si y solo si se proporciona el conjunto correcto de voltajes alto / bajo.

La velocidad se obtiene haciendo que todos los decodificadores trabajen en paralelo. Como solo uno de ellos producirá un “1” como resultado, solo se utilizará esa operación. Esto también se aplica a la memoria. Todas las ubicaciones de memoria tienen un decodificador para permitir que ese específico funcione. Cuando las cosas no funcionan bien (el decodificador no funciona, por ejemplo), entonces dos ubicaciones de memoria pueden responder al mismo tiempo … Por lo tanto, los ingenieros intentan detectar esos errores con aún más circuitos para identificar si los datos están mal (no siempre funciona, pero este es uno de los lugares donde aparecen los errores de paridad).

Asumiendo que todo está funcionando bien … las otras respuestas pueden completar.

Una computadora tiene el procesador y el procesador incluye puertas lógicas y las puertas son meras representaciones de transistores.

Hay conexiones de circuitos de transistores disponibles como lógicas TTL, I2L y ECRL para lograr las operaciones lógicas y, o no.

Ps Dentro del transistor hemos dopado semiconductores. Que exhibe nada más que una función de conmutación cuando se aplica un nivel de voltaje.

Entonces parece que tienes algún conocimiento sobre puertas lógicas y álgebra booleana. Primero, una computadora puede contener datos. Las computadoras tienen memoria. Las compuertas están compuestas por transistores que permiten o no permiten que pase la corriente y se pueden encender y apagar según el voltaje que se aplica al transistor. Se utilizan miles de puertas para crear diferentes piezas para llevar a cabo diferentes tareas. Una vista muy simplificada de un procesador es que permite leer instrucciones de la memoria. Los unos y ceros que componen una instrucción se pasan a un módulo de control que determina qué instrucción se está ejecutando y qué señales deben ser 1 o 0 para llevarla a cabo. Todo esto se puede realizar mediante el uso de puertas lógicas básicas que se realizan mediante transistores.

¡Esa es una pregunta enormemente amplia! Permítame dirigirlo a Wikipedia: Computadora – Wikipedia y para los fundamentos de la lógica informática Álgebra booleana – Wikipedia