Логическая схема это любая схема: Введение в информатику — тест 6

Введение в информатику — тест 6

Главная / Образование /
Введение в информатику / Тест 6

Упражнение 1:

Номер 1

Логическим вентилем называется:

Ответ:

&nbsp(1) простейшая логическая схема&nbsp

&nbsp(2) кран логической схемы&nbsp

&nbsp(3) простейшая логическая функция&nbsp

Номер 2

Логическая схема – это любая схема:

Ответ:

&nbsp(1) соответствующая логической функции&nbsp

&nbsp(2) соединения узлов ЭВМ&nbsp

&nbsp(3) схема умозаключения&nbsp

Номер 3

Основных (базовых) логических вентилей – всего:

Ответ:

&nbsp(1) 2&nbsp

&nbsp(2) 3&nbsp

&nbsp(3) 4&nbsp

Упражнение 2:

Номер 1

Наиболее точно можно определить сумматор как устройство, используемое при:

Ответ:

&nbsp(1) выполнении всех арифметических операций ЭВМ&nbsp

&nbsp(2) только при сложении чисел в ЭВМ&nbsp

&nbsp(3) вычислении дополнительного кода к числам&nbsp

Номер 2

Одноразрядный сумматор Z = X + Y с учетом переноса Р в старший разряд определяется логическими функциями:

Ответ:
&nbsp(1) &nbsp

&nbsp(2) &nbsp

&nbsp(3) &nbsp

Номер 3

Последовательный многоразрядный сумматор – это:

Ответ:

&nbsp(1) последовательная комбинация одноразрядных сумматоров&nbsp

&nbsp(2) последовательное выполнение сдвигов единиц разрядов в сумме&nbsp

&nbsp(3) последовательный перенос единицы текущего разряда в следующий разряд суммы&nbsp

Упражнение 3:

Номер 1

Если на входе "Черного ящика" имеем x = 101 ("истина", "ложь", "истина"), y = 011 ("ложь", "истина", "истина"), а на выходе  z = 111 ("истина", "истина", "истина"), то внутри ящика – схема функции вида:

Ответ:
&nbsp(1) &nbsp

&nbsp(2) &nbsp

&nbsp(3) &nbsp

Номер 2

Если на входе "черного ящика" имеем x = 100 ("истина", "ложь", "ложь"), y = 010 ("ложь", "истина", "ложь"), а на выходе z = 000 ("ложь", "ложь", "ложь"), то внутри ящика – схема функции вида:

Ответ:
&nbsp(1) &nbsp

&nbsp(2) &nbsp

&nbsp(3) &nbsp

Номер 3

Если на входе "черного ящика" имеем x = 101 (истина, ложь, истина), y = 001 ("ложь", "ложь", "истина"), а на выходе z = 101 ("истина", "ложь", "истина"), то внутри ящика – схема функции вида:

Ответ:
&nbsp(1) &nbsp

&nbsp(2) &nbsp

&nbsp(3) &nbsp

Упражнение 4:

Номер 1

Логической схеме нижеследующего вида
будет соответствовать логическая функция:
			

Ответ:
&nbsp(1) &nbsp

&nbsp(2) &nbsp

&nbsp(3) &nbsp

Номер 2

Логической схеме нижеследующего вида
будет соответствовать логическая функция:

Ответ:
&nbsp(1) &nbsp

&nbsp(2) &nbsp

&nbsp(3) &nbsp

Номер 3

				
Логической схеме нижеследующего вида
				
будет соответствовать логическая функция:
			

Ответ:
&nbsp(1) &nbsp

&nbsp(2) &nbsp

&nbsp(3) &nbsp

Упражнение 5:

Номер 1

Логическую схему для функции  можно собрать из одного:

Ответ:

&nbsp(1) конъюнктора&nbsp

&nbsp(2) инвертора&nbsp

&nbsp(3) дизъюнктора&nbsp

Номер 2

Логическую схему для функции   можно собрать из одного:

Ответ:

&nbsp(1) инвертора&nbsp

&nbsp(2) конъюнктора&nbsp

&nbsp(3) дизъюнктора&nbsp

Номер 3

Логическую схему для функции   можно собрать из:

Ответ:

&nbsp(1) одного инвертора и одного дизъюнктора&nbsp

&nbsp(2) одного конъюнктора и одного дизъюнктора&nbsp

&nbsp(3) двух дизъюнкторов&nbsp

5.

Логические схемы — Информатика

Структурно-логические схемы как технология формирования культуры научного мышления на уроках литературы

В данной статье ставится задача рассмотреть дидактические возможности использования структурно-логических схем (СЛС) на уроках литературы. Автор доказывает, что данная технология способствует формированию культуры научного познания, активизирует логическое мышление, служит развитию у учащихся способности наблюдать причинно-следственные связи, выдвигать суждения и устанавливать между ними взаимосвязь в виде умозаключений. Работа содержит практические рекомендации в составлении структурно-логических схем, приведены авторские схемы (СЛС) разных видов с комментариями к ним.

Ключевые слова: структурно-логическая схема (СЛС), логика, клиповое мышление, алгоритм, анализ, синтез, сравнение, суждение, умозаключение, наглядно-образная информация, однородная и моностильная информация.

1

Вопросы активизации обучения относятся к числу наиболее актуальных проблем современной педагогической науки и практики, поскольку от этого напрямую зависим результат обучения, развития и воспитания школьников. В настоящее время в российском образовании делается упор на деятельностный и компетентностный подходы. Деятельностный подход — не совокупность образовательных технологий или методических приемов, а своего рода философия образования, методологический базис, на котором строятся различные системы развивающего обучения с конкретными технологиями. Основу новой структуры ценностей составляет позиция, которую можно назвать компетенцией. Компетенция включает совокупность взаимосвязанных качеств личности: знаний, умений, навыков, способов деятельности, задаваемых по отношению к определенному кругу предметов и процессов, необходимых для качественной продуктивной деятельности; это еще и умение человека выразить личностное отношение к предмету деятельности. Компетентность — общая способность и готовность личности к деятельности, основанные на знаниях и опыте, которые приобретены в процессе обучения и ориентированы на самостоятельное участие личности в учебно-познавательном процессе, а также направлены на успешную интеграцию личности в социум. Для реализации такого многоаспектного подхода в школьном образовании необходима активизация учебной и познавательной деятельности учащихся. Особыми дидактическими возможностями в достижении поставленной выше цели обладают структурно-логические схемы как технология формирования культуры научного познания. Актуальность применения структурно-логических схем на уроках неоспорима, потому что в школу приходит уже не первое поколение детей с клиповым мышлением, предпочитающих нетекстовую, наглядно-образную информацию, испытывающих трудности в восприятии длительной линейной последовательности — однородной и моностильной информации, в том числе и книжного текста.

Возникновение гипотезы о применении данной технологии напрямую связано с моей убежденностью в том, что творчество и познавательная активность невозможны без непреодолимого желания получить истинное знание о предмете путем рассуждений. Я использую данную технологию уже более 15 лет и убеждена в ее универсальных возможностях. Оптимальность и достоинства структурно-логических схем неоспоримы:

1.                 Зрительное восприятие структурно-логических схем намного эффективнее за счёт чёткой структуры смыслового содержания темы, которое преподносится с учетом законов логики: анализа, синтеза, сравнения, суждения.

2.                 Структурно-логическая схема в воображении учащегося создаёт целостную картину изучаемого материала при помощи наглядно-образной систематизации материала, основанной на ассоциативных и логических связях понятий, суждений, умозаключений.

3.                 Структурно-логические схемы обеспечивают концентрацию внимания за счет структурированности смысловых отрезков, на которых базируются понятия, суждения, умозаключения.

4.                 Структурно-логическая схема, активизируя различные виды мышления, обеспечивает осмысленное усвоение требуемого содержания материала.

5.                 Структурно-логические схемы демонстрируют содержание темы при оптимальной смысловой и информационной нагрузке: информация представлена в удобном для восприятия виде, логика подачи информации не даёт двусмысленной интерпретации.

6.                 Структурно-логические схемы помогают ученику восстанавливать целостную картину из смысловых фрагментов.

7.                 Структурно-логические схемы учитывают образ мышления современных учащихся, предпочитающих нетекстовую, наглядно-образную информацию, и способствуют формированию культуры научного познания, в основе которого лежит умение устанавливать причинно-следственные связи.

Мышление — один из важнейших, наряду с памятью, компонентов интеллекта, развитие которого является одной из основных задач любой образовательной системы. Поэтому в учебном процессе школы, в преподавании различных дисциплин следует уделять большое внимание развитию мышления и его составляющих: логического, образного, пространственного, дедуктивно-индуктивного с преимущественным развитием первого, творческого мышления. Умение логически мыслить всегда являлось элементом духовной культуры человека, общечеловеческой ценностью, несоизмеримой с материальными благами, но в изобилии их приносящей и создающей, если человек действует, исходя из требований разума. Логика — раздел философии, наука о мышлении, решающая задачу, как получить истинное знание о предмете путём рассуждений, как правильно из одних утверждений выводить другие, чтобы при условии истинности исходных данных получить и истинный результат. Основные законы логики — это определённость, непротиворечивость, последовательность и обоснованность. Сам термин «логика» происходит от древнегреческого logos, означающего «слово, мысль, понятие, рассуждение, закон». Логика имеет множество правил, нарушение которых приводит к ложным выводам. Бесспорно, что логика — непобедимое оружие личности как в создании собственной судьбы, так и в служении своему Отечеству, способность предвидеть возможные последствия своих мыслей и действий, умение ориентироваться в реалиях жизни. Ни в коем случае нельзя забывать о том, что мы должны обеспечить подрастающее поколение самым главным оружием — знанием законов логики, на которых базируются фактически все учебные дисциплины, не исключая и гуманитарные, в том числе и литература. Мышление — это психический процесс познавательной деятельности, характеризующийся обобщенным и опосредованным отражением действительности, благодаря которому человек отражает предметы и явления в их существенных признаках и раскрывает их взаимосвязи. Мышление изучается рядом наук, в числе которых философия, логика, психология, педагогика, физиология, социология. В психолого-педагогической науке проблема логического мышления не является новой, ей посвящены исследования отечественных ученых (Л. С. Выготского, П. Я. Гальперина, А. Н. Леонтьева, С. Л. Рубинштейна и др.) и зарубежных (Дж.Гилфорда, Р. Кеттела, Ж. Пиаже, Л. Л. Терстоуна) [2, 3,4, 6, 9] Природа мышления в отечественной науке представлена школами С. Л. Рубинштейна (принцип детерминизма, внешние причины через внутренние условия, психическое формируется и проявляется в деятельности) и Л. С. Выготского (культурно-историческая концепция). В основе концепции Выготского лежит идея социального, культурного, исторического происхождения высших психических функций, под которыми понимаются специфические человеческие функции: сознание, понятийное мышление, воля. Выготский считает, что ребенок находит готовыми материальные условия человеческого существования, точно так же — знания, представления, обобщенные в языке, науке, в системе словесных значений. Но овладевает этими словесными значениями не в готовом виде, а благодаря величайшему напряжению всей активности его собственной мысли [2]. Присвоение общечеловеческого опыта в процессе обучения, согласно концепции Л. С. Выготского, важная и специфическая для человека форма психического развития. Развитие умственных способностей человека осуществляет-ся прежде всего за счет усвоения им содержания знаний, системы научных понятий. В своих исследованиях А. Н. Леонтьев [6] приходит к выводам, что мышление, как и любая деятельность, отвечает тем или иным потребностям или побуждениям человека, состоит из действий, подчиненных сознательным целям, осуществляется операциями. Мышление не может быть сведено к образующим его состав операциям, т. к. оно — и это главное — выступает как одна из форм присвоения человеком действительности и ее изменения. По утверждению психологов, мышление шире, чем те способы, которыми оно оперирует. Мыслит не само по себе мышление, а школьник с его мотивами, аффективно-волевой сферой. Интересным кажется освещение данной проблемы в работах Б. Б. Айсмонтаса [1], профессора кафедры педагогической психологии МГППУ. В одной из своих книг «Педагогическая психология. Схемы и тесты», вышедшей в 2006 году, ученый предлагает использование структурно-логических схем для более продуктивного обучения различным предметам, в том числе педагогической психологии, в системе высшего образования.

2

Познание — это движение индивидуума к осознанию мира и себя в мире. И в данном случае литература как учебный предмет, непосредственно связанный с душой человека, способна и должна вооружить ученика законами логики и подготовить к самоактуализации в социуме. Литература относится к наиболее сложным школьным дисциплинам, так как является одним из компонентов культурологической составляющей личности. На современном этапе мы наблюдаем снижение интереса к художественной литературе высокого образца, что пугает. Но именно словесность может осуществить трудный прорыв современного ребенка к собственной душе, как к главной реальности, и помочь восстановлению здорового мышления как процесса познавательной деятельности индивида, характеризующейся обобщенным, опосредствованным отражением действительности.

Использование на уроках литературы структурно-логических схем (СЛС) — один из эффективных приемов познавательного вдумчивого чтения. Он помогает учителю сделать процесс постижения художественного текста на уроке упорядоченным, организованным, целенаправленным и, одновременно, более творческим, оригинальным. Этот прием может одинаково успешно использоваться как при осмыслении содержания художественного произведения, так и в процессе анализа особенностей художественной формы. Ассоциации и логические связи, представляемые в такой схеме, обнаруживают себя, с одной стороны, из возможного прочтения этих понятий, с другой стороны, — в виде достаточно конкретного, однозначного, аргументированного вывода, который формулируется благодаря представленным связям.

По данным социологов и психологов, человек усваивает знание лучше, когда он их воспринимает наглядно — это 90 %. И лишь 10 % — когда слышит. Восприятие — это отображение в сознании человека предметов и явлений при их непосредственном влиянии на органы ощущений. Итак, если перед глазами ребенка находится сообщение, факт, вывод, они даже и без сознательного внимания откладываются в памяти, чтобы потом, в нужное время, воссоздаться.

Структурно-логические схемы используют предпочтение учащихся с клиповым мышлением) к нетекстовой, наглядно- образной информации, но при этом упорядочивают ее. В схемах при помощи стрелок показывается причинно-следственная связь суждений, умозаключений, понятий, приводящих к выводу по определенной теме или проблеме, то есть присутствуют анализ, синтез и сравнение. Анализ, синтез и сравнение как основа здорового мышления опосредованно становятся противоядием клиповому мышлению. Здесь вполне уместно вспомнить слова французского философа Рене Декарта: «Я мыслю, следовательно, существую»

Структурно-логическая схема (СЛС)

демонстрирует ассоциативные, логические связи понятий, суждений, умозаключений, оперируя которыми можно

—        сформулировать проблематику изучаемого произведения,

—        выявить авторскую позицию,

—        дать оценку героям,

—        объяснить смысловую структуру текста художественного произведения,

—        и в итоге раскрыть алгоритм авторского замысла.

Структурно-логические схемы адресованы не только учителям литературы, но и преподавателям естественных, точных и гуманитарных учебных дисциплин

СЛОВАРЬ ПОНЯТИЙ.

1.         Анализ как прием мышления есть мысленное разложение предмета на составляющие его части или стороны. Это помогает зримо представить совокупность того, из чего состоит предмет, конкретизировать его свойства, делает познание реальным, доступным для человека процессом. Но нельзя познать сущность предмета, только разлагая его на составляющие стороны. Необходимо установить связи между ними. Сделать это помогает синтез.

2.         Синтез — мысленное объединение расчленяемых анализом элементов.

3.         Важнейший прием мышления — сравнение, т.е установление сходства или различия предметов.

4.         Суждение — форма мысли, в которой с помощью связи понятий утверждается или отрицается что-либо о чем-либо.

5.         Умозаключение — процесс мышления, позволяющий из двух или нескольких суждений вывести новое суждение.

Структурно-логические схемы могут быть 3 видов:

1 вид: СЛС «Следование»– алгоритм, в котором суждения, умозаключения, понятия имеют однократную последовательную связь.

2 вид: СЛС «Циклическая» — алгоритм, в котором выявлены смысловые аналогии, повторяющиеся по заданному логической цепочкой циклу в причинно-следственной связи.

3 вид: СЛС «Образно-наглядная» — алгоритм, который строится на основе образа (например, часы, древесный срез (=полукружия) в причинно-следственной связи понятий, суждений, умозаключений по заданной проблеме исследования.

При использовании на уроке литературы структурно-логических схем «работают» все основные дидактические принципы: сознательность и познавательная активность; наглядность; системность и последовательность; научность и доступность; связь теории с практикой, а в итоге — прочность полученных учеником знаний. Понимание материала в системе требует логики, его прочное усвоение — чувств и эмоций. Понятия объясняют, образы влекут, стимулы побеждают к действию. Применение наглядных средств воспитывает внимание, наблюдательность, развивает культуру мышления. Именно структурно-логические схемы помогают закладывать основы культуры научного мышления на уроках, дают учащимся логически обоснованные пути для сбора и передачи информации, формируют культуру вдумчивого чтения художественных текстов. Структурно-логические схемы — это универсальный инструментарий для активизации всех познавательных способностей учащихся, к которым относятся восприятие, воображение, память, представление, мышление, но, главное, в результате системного подхода к освоению учебного материала происходит повышение интеллектуально — творческого потенциала. Далее для ознакомления представлены некоторые из авторских структурно-логических схем (СЛС) разных видов с комментариями к ним, которые проясняют работу учителя с материалом художественных текстов.

4

КОММЕНТАРИИ К СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИМ СХЕМАМ.

Комментарий к СЛС № 1.

ЯВЛЕНИЕ ХРИСТА В ПОЭМЕ А.БЛОКА «ДВЕНАДЦАТЬ»

Структурно-логическая схема представлена в образе древесного среза, состоящего из 6 полукружий. Главы соединяются как последовательно (1–12), так и в полукружиях (1–12; 2–11; 3–10; 4–9;. 5–8; 6–7). Соединения в полукружиях глав — видимый срез дерева вдоль. В поэме таких полукружий — 6, причем главы 6–7 составляют, таким образом, смысловую «сердцевину» древесного среза. Главы, соединенные стрелками в полукружиях, СИМВОЛИЧЕСКИ рисуют причинно–следственную связь в ДУХОВНОМ аспекте. Главы, соединенные стрелками последовательно (1–12 главы), показывают нам этапы деградации человеческого духа во внешних событиях. Загадкой поэмы становится Явление Христа в финале произведения. Чтобы раскрыть авторский замысел, обратимся к логическим связям, обозначенным в СЛС стрелками.

1.       Соединения в полукружиях глав:

2. Главы, соединенные стрелками последовательно (с 1 по 12), демонстрируют разные стадии духовного оскудения, приводящие в итоге к выстрелу в Иисуса Христа. Но Господь «поругаем не бывает».

3. ЯВЛЕНИЕ ХРИСТА:

В поэме Александра Блока «Двенадцать» — господство хаоса. По мнению поэта, художник должен хаос воплощать в космос. Именно в этом — основная задача искусства. духовной жизни человека и мира в целом. Разрешение философского (=духовного) конфликта «Двенадцати» — в явлении Христа как воплощения гармонии (=космоса) и любви. «Бог есть любовь»,- гласит Евангелие. Иисус — идеал, совершенство, Образ и Подобие которого — человек. Однако человек впитал в себя хаос, то есть антикосмос, а значит, и антилюбовь. Выстрелы, прозвучавшие в поэме, — это выстрелы в Любовь, космос (гармонию) и в воплощенного Бога — в Иисуса. Пытаясь убить Бога, человек, таким образом, уже уничтожил себя. Изображенный в «Двенадцати» мир утопает в безверии, одержим темными силами. В борьбе с хаосом ему надо разрешиться или в катастрофу беспросветного мрака, или во что-то иное высшего порядка. Этим чем-то и становится явление Христа в поэме Блока. Он несет флаг. Он над красноармейцами, Он — всевидящий, а они в хаосе и мгле — слепы («не видать…друг друга за четыре за шага»). И Его (Иисуса) они не могут узреть, так как Бога в себе (Образ и Подобие) убили посредством преступления заповеди: «Не убий» (6. 7 главы) Убита Катька — убита любовь — убит Господь. И в заключение — реальный выстрел в Него. И стреляют-то вслепую, так и не уразумев — кто: враг ли!

Христос явился в мир или он над миром, над людьми? Что явлением в поэме Иисуса хотел сказать Александр Блок? Абсолютно точно Христос не впереди 12 красноармейцев в буквальном смысле слова — Он над ними, то есть в небе, в невидимом пространстве («невидим»), за домами, во вьюге.

Христос — имя, связанное с названием трилогии Блока — «Трилогия вочеловечения». Вочеловечение следует понимать по христианским канонам следующим образом: Бог вочеловечен в Сыне, Христос — воплощение Бога в человеке, то есть явление Бога во плоти. Христос — Богочеловек. (Не человекобог!!!) В трилогии поэт изображает сложный духовный путь лирического героя к Идеалу, то есть в ВОЧЕЛОВЕЧЕНИЕ. Получается, что человек в процессе духовного становления должен приблизиться к Образу и Подобию, ОБРЕСТИ СЕБЯ, обрести любовь и Бога. Целостное восприятие творчества Блока предполагает прочтение первой поэмы о революции именно в этой системе координат. Не Христос ли показан в поэме тем самым гармонизирующим началом, тем символом, который и должен в хаосе указать путь даже убийцам? Даже тем, кто посягнул стрелять в самого Бога? Бог не отвернулся от России, не отвернулся от убийц, блудниц. Он всегда доказывает Свою милость миру, как и в данном случае, когда не поражает гневом тех 12, кто в него стреляет.

Блок не видит, а ПРОВИДИТ, понимая, что Господь не отворачивается от ступившей на сатанинский путь России. Почему вьюга? Почему снег, метель? Хаос усугубляется еще и холодом и слепотой, ведь снег застилает глаза — мешает ясно видеть окружающее пространство. Но главное, незрячий не видит СВЕТА, а «Бог есть СВЕТ, и нет в Нем никакой тьмы». Холод пронизывает — холод сковал сердца людей, причем остывает человеческий организм в буквальном смысле при умирании. Усугубление на протяжении всей поэмы мотивов смерти, разбушевавшейся стихии, олицетворяющей противоборство Бога и Дьявола, тьмы и света, любви и ненависти обретают метафорический, а иногда и буквальный смысл. Мотив смерти восходит к сердцевине поэмы — физическому небытию (убийству) Катьки. Сама смерть олицетворилась: из тайного, невидимого в человеке — в явное.

Идея поэмы как раз и заключается в том, что новый путь — только с Богом, и из любого убийственно ошибочного пути выведет только Бог, который простит блудных сыновей и дочерей, убийц и блудниц. Без Бога, без любви — одно безлюбовное пространство, покатая плоскость, с которой человек катится вниз, на самое дно, в бездну, в ад. Потеряется ли человек, заплутает ли в хаосе, зависит от его выбора. Путь красноармейцев-убийц в поэме «Двенадцать» не заканчивается, потому что они «идут вдаль» Они идут, не разглядев Христа, поправ святыни, но и при этом все равно с ними Бог-Тот, в которого они стреляли. Но Бог «невредим».Однако в поэме какой-то странный БОГ — «ИСУС», а не ИИСУС. Почему? Вопрос загадочности образа Иисуса заключается в духовных метаниях самого поэта. Образ Бога невозможно воплотить без поста, молитвы, исповеди и послушания. Впасть в прелесть в момент духовного раскола — более логичный итог, что, кстати, мы и видим в случае поэта Александра Блока, размышляя о его преждевременной трагической кончине. Жаждущий Бога и пребывающий в духовной брани с самим собой и миром, не мог поэт Александр Блок ясно и отчетливо, без двусмысленности преподнести образ Иисуса. Потому финал поэмы до сих пор и плодит разночтения. Но не Антихрист предстает красноармейцам, а Иисус Христос, путь к которому запечатлело творчество Александра Блока, его «Трилогия вочеловечения» и таинственная поэма «Двенадцать». В воспоминаниях К.Зелинского отчетливо прослеживается недоумение поэта, которому приписываются различные версии прочтения его таинственной поэмы. Может, именно это предостережет нас от необдуманных шагов в интерпретации текста:

«Ранней осенью 1918 года я встретил на Невском проспекте Александра Блока. Поэт стоял перед витриной продовольственного магазина, за стёклами которой висели две бумажные полосы. На них были ярко оттиснуты слова: на одной — «Мы на горе всем буржуям мировой пожар раздуем», а на другой — «Революцьонный держите шаг! неугомонный не дремлет враг!» Под каждой из этих строк стояла подпись: «Александр Блок». Поэт смотрел на эти слова, словно не узнавая их…

— Признаюсь, для нас радость и неожиданность, что и вы вошли в нашу борьбу,— по-мальчишески самоуверенно продолжал я, показывая на плакаты за витриной.

— Да,— смутился Блок,— но в поэме эти слова произносят или думают красногвардейцы. Эти призывы не прямо же от моего имени написаны,— и поэт будто с укоризной посмотрел на меня. (К.Зелинский)

СИМВОЛИКА ПОЭМЫ.

1. ЧИСЛО 12.

—                   Движение во времени угадывается уже в самом названии поэмы — “Двенадцать”, связанном с переломными моментами в отсчёте времени: год, меняющийся через 12 месяцев, наступление нового дня в полночь и т. д.).

—                   12 красноармейцев: а) реальный патруль, осуществлявший порядок в Петрограде, состоял из 12 человек; б) соответствует двенадцати ученикам Христа (имя одного из апостолов дано Петрухе (Пётр), другое — Ваньке (Иоанн), третье — Андрюхе (Андрей). Апостол Петр трижды отрёкся от Христа за одну ночь. Но у Блока наоборот: Петруха за одну ночь трижды возвращается к вере и трижды вновь отступает. К тому же он — убийца своей бывшей возлюбленной. Убийца получает имя того единственного апостола, который “обнажил меч” (“Замотал платок на шее — / Не оправиться никак.”) Платок как петля на шее, и Петр превращается в Иуду.

2. ГОЛОДНЫЙ ПЕС, подобно гётевскому пуделю из “Фауста”, который трансформируется в Мефистофеля, на глазах теряет реальные очертания и становится фигурой символической. В “псе безродном”, оказывается, как и в пуделе Фауста, скрывался Сатана. И когда после такого сатанинского превращения пса в старый мир появляются образы хохочущей вьюги, а затем и Христа, это воспринимается как художественная закономерность. Позади революционного дозора плетётся пёс, ассоциирующийся с Сатаной, а впереди — Иисус Христос, имя которого рифмой соединено с его вечным антагонистом: “Позади — голодный пёс…” — “Впереди — Иисус Христос”. Здесь рифма ещё подчёркнута синтаксическим параллелизмом, выявляющим антитезу Сатаны и Бога. Их извечное противостояние — и в душах бойцов за новый мир.

3. СИМВОЛ КРОВИ

Кровь — душа (“Мировой пожар в крови!” означает пожар в душе). Мотив крови связан слюбовью-ненавистью, радостью-страданием как смыслом и путём познания жизни. Кровь — знак трагизма истории, знак восстания, знак исторического возмездия (”буржуй…выпью кровушку за зазнобушку…”). Ведущие значения мотива крови входят в символ “кровавого флага”: это новый крест Христа, символ его теперешних распятий и искупления грехов людских. Христос, Богочеловек, не сторонится грешников, А наоборот, пришёл к страдающим спасти жертв страшного мирового зла. Путь “вочеловечения” оказывается тождествен пути на Голгофу.

4. БЕЛАЯ РОЗА («в белом венчике из роз»)

Блок уточнил определение цвета роз, исходя из каноничных церковных представлений о венке как символе триумфа и белом цвете как символе чистоты. Белый — это цвет добра в Апокалипсисе, он символизирует холодную чистоту божественного в критический час очищения, когда грешники должны стать “белыми, как снег”. По исследованиям Д. С. Лихачёва, цветами в венке Спасителя могут быть и те белые бумажные розы, которыми украшали чело “Христа в темнице” в народных церквях и часовнях (ведь солдаты из “Двенадцати” — бывшие крестьяне).

Комментарий к СЛС № 2.

СМЫСЛОВАЯ СТРУКТУРА РАССКАЗА «СТАРУХА ИЗЕРГИЛЬ»

1. «СИЛЬНЫЕ И ГОРДЫЕ» персонажи — это старуха Изергиль, Ларра и Данко, Образы Ларры и Данко резко контрастны, хотя оба они — смелые, сильные и гордые люди. Здесь отражены популярные в конце XIX в. идеи немецкого философа Ницше. В книге «Так говорил Заратустра» Ницше доказывал, что люди делятся на сильных (орлов) и слабых (ягнят), которым суждено быть рабами. Старуха Изергиль говорит: «За все, что человек берет, он платит собой, своим умом и силой, иногда — жизнью».

2. Сравниваем понятия:

а) Гордость — 1)Чувство собственного достоинства, самоуважения.2)высокое мнение о себе. б) Гордыня — непомерная гордость.

3. Романтические атрибуты рассказа: исключительные характеры, сильные страсти, резкие контрасты, разгул стихии, душевные исступления, экзотика.

4. СОПОСТАВЛЯЕМ ГЕРОЕВ С БИБЛЕЙСКИМИ ПЕРСОНАЖАМИ:

А) ЛАРРА — сопоставление с легендой об АГАСФЕРЕ

Когда Иисуса Христа вели к месту казни, он хотел на минуту прислониться к стене одного из домов, чтобы передохнуть. Но хозяин дома не позволил ему этого. Иисус сказал: «Ты будешь скитаться вечно, и никогда не будет тебе ни покоя, ни смерти… Хозяина дома звали Агасфером.

Б) ДАНКО — сопоставление с МОИСЕЕМ (Библия, книга ИСХОД)

Моисей по воле Бога водил евреев по пустыне 40 лет. Маршрут этого путешествия оказывается замкнутой кривой, что символично. Сорок — это символическое число, означающее завершенность, полноценность некоего жизненного этапа; оно часто встречается в Библии и вряд ли соответствует точному календарному сроку. Жизнь Моисея также символически разбита на три периода: 40 лет жил в Египте до бегства, еще 40 лет жил в изгнании до получения Откровения и 40 лет водил евреев по пустыне. Что касается людей, вышедших из Египта, то они роптали на Бога и упрекали Моисея: «Зачем ты вывел нас из Египта?» Вопрос к схеме: «Почему «сильные и гордые» герои рассказа пришли к жизненному краху и как это соотносится с авторским замыслом произведения?

Комментарий к СЛС № 3

КОНФЛИКТ ПОЭМЫ М. Ю. ЛЕРМОНТОВА «МЦЫРИ»

Исповедь — таинство общения человека с Богом, покаяние, то есть перемена ума в отношении своих грехов, которые человек хочет побороть в себе, в светском понимании — рассказ о себе с целью облегчить душу, сообщение своих взглядов, мыслей. Поэма М. Ю. Лермонтова «Мцыри» представляет собой исповедь юного послушника. Эта исповедь странна: перед лицом близкой смерти он полон гордыни, а вовсе не смирения, превозносит как истинное душевное сокровище свою страсть, не желая примирения с Богом даже на смертном одре. Для Мцыри исповедь не таинство общения с Богом, а провозглашение своего мироощущения («словами облегчить мне грудь»). Идеал Мцыри бездуховен, безблагодатен, так как его душа в кабале у страстей. Пленение любой страстью ведет душу к гибели. Исповедь Мцыри обнаруживает, что пылкий юноша не способен осознать своей греховности, озлоблен на обстоятельства своей судьбы. Для него исповедь не таинство, несмотря на то, что последние часы он общается с монахом и умирает в стенах монастыря. Душа героя — на пороге гибели, но он сам пребывает в наивном неведении о том, что ее ждет за пределами бренного тела («пускай в раю, в святом, заоблачном краю мой дух найдет себе приют»).

Комментарий к СЛС № 4

ОБРАЗ ВРЕМЕНИ В ПОЭМЕ А. А. АХМАТОВОЙ «РЕКВИЕМ»

«Реквием» — это не документ о жизни поэта в годину горя, а разговор опрошлом, настоящем и будущем. Горе героини осмыслено как вневременное, поэтому так важна евангельская глава, дающая ответ на вопрос: «Как человек должен принимать страдание, обусловленное характером эпохи?» Условно композицию поэмы можно представить в виде замкнутого круга, напоминающего циферблат (ЧАСЫ). Часы — символ конкретного времени, повторяющегося циклически: от 1 до 12. ЦИКЛ (1–12) — отрезок времени, который назовем условно «ЭПОХА». Изображенный в поэме отрезок времени также будет условно именоваться ЭПОХА. По окончании каждого цикла (путь от 1 до 12) возникает перспектива БУДУЩЕГО, которое в поэме отсутствует. В поэме Ахматова употребляет глаголы преимущественно в форме прошедшего и настоящего времен («Вместо предисловия», «Посвящение», «Вступление» — прош.вр., 1 глава — прош. и наст.вр., 2 глава — наст., 3 глава — наст., 4 глава — наст. и прош., 5 глава — наст. вр, 6 глава — наст., 7 глава — наст. и прош., 8 глава- наст., 9 глава — прош. и наст., 10 глава — ВЕЧНОСТЬ /евангельские события/, эпилог — настоящее, будущее). Синими стрелками изображен переход в новый цикл (=будущее), который определяется осмыслением опыта прошлого и настоящего. Ахматова приводит читателя к мысли о том, что будущее зависит нашего ответа прошлому, которое сопряжено с покаянием.

Комментарий к СЛС № 4

СМЫСЛОВАЯ СТРУКТУРА РОМАНА М.  А. БУЛГАКОВА «МАСТЕР И МАРГАРИТА»

Структурно-логическая схема представлена в виде круга как духовного символа жизни-смерти, в котором пребывает бессмертная душа человека. В круг вписан квадрат, разделенный на 3 треугольника:

—          (цифра 1) бежевый треугольник — события, происходящие в предпасхальные дни в Москве, показывающий утопающую в грехах столицу, в которой разрушен Храм Христа Спасителя и господствуют атеизм и богохульство. Это своеобразная ЧЕРНАЯ ПРОСКОМИДИЯ» (подготовка к балу сатаны), предпосылка для его появления. (ЗАПИСНАЯ КНИЖКА БУЛГАКОВА 1933 года: «Встреча поэта с Воландом. Маргарита и Фауст. Черная месса». — «Вопросы литературы», 1976, № 1, стр.229).Воланд — провокатор событий, но совершаются они по грехам людей, а не по его воле, так как «бесы тоже веруют и трепещут» перед Богом.

—          (цифра 3) голубой треугольник — события романа о Понтии Пилате, написанного и сожженного мастером. Это АНТИ-ЕВАНГЕЛИЕ для «ЧЕРНОЙ МЕССЫ» Воланда, спровоцированное к написанию им же самим, что следует из содержания романа Булгакова.

—          (цифра 2) серый треугольник, «АНТИ-ЛИТУРГИЯ» («ЧЕРНАЯ МЕССА») — бал у Воланда (сатаны). Место владычества сатаны — ад, которое обозначено там, где в круг вписан серый треугольник. Это дает понять, куда отправятся после смерти герои романа Булгакова мастер и Маргарита, не заслужившие света, а обретшие лишь покой. Причастность к созданию романа о Понтии Пилате, встрече мастера и Маргариты, событиям в предпасхальные дни в Москве Воланда обозначена стрелками.

—          Воланд — смысловой узел композиции произведения, поэтому его имя находится в центре, на пересечении диагоналей квадрата. Композиционно произведение представляет собой «роман в романе»:

1 составляющая — роман о Москве конца 20-х гг, мастере и Маргарите;

2 составляющая — роман мастера о Понтии Пилате.

Воланд как персонаж имеет непосредственное отношение как к событиям, происходящим в Москве, так и к произведению мастера, роману о Понтии Пилате, то есть анти-Евангелию. М. А. Булгаков делает Воланда вторым рассказчиком: именно Воланд знакомит читателя с романом о Понтии Пилате (глава «На Патриарших»), что доказывает прямую причастность сатаны к созданию анти-Евангелия. И это важно: писатель Булгаков разъясняет нам, что в творческий процесс при поврежденности человеческого духа может вторгнуться бесовская сила. Неслучайно мастер в приступе страха сжигает роман и потом с ужасом внимает словам Воланда, когда тот его возвращает: «Рукописи не горят!». Радуется, заметим, данному событию только Маргарита.

Эпиграф, взятый из трагедии И. В. Гете «Фауст», разъясняет цель написания романа «Мастер и Маргарита», а именно: осмысление категории зла, воплощенного как в образе Воланда (=сатаны), так и пребывающего в мире без бесовских усилий, то есть реализованного в мир человеческими грехами и, в первую очередь, богоотступничеством. Эволюция вариантов заглавий романа проясняет позицию М.Булгакова: «Черный маг», «Сатана», «Князь тьмы», «Евангелие от сатаны», «Роман о дьяволе» и др. «Мастер и Маргарита» — поздний вариант названия романа, мастер и Маргарита — персонажи, не существовавшие в первоначальных вариантах романа).

Слово «МАСТЕР» восходит к масонской литературе, в которой так назывался Великий архитектор природы, верховное божество, то есть дьявол. Герой романа (мастер) отрекается от своего имени, а это отречение от Ангела хранителя, т. е., по сути, от Бога. В черновиках романа мастером иногда назывался Воланд. Мастером своего возлюбленного называет Маргарита, она шьет ему шапочку с буквой «М». Если эту букву перевернуть, получается «W» — русский аналог «В». Именно с этой буквы начинается имя «ВОЛАНД» (WOIAND)

В романе подробно выписано окружение сатаны, дана дьявольская атрибутика (оборотничество свиты Воланда, ведьмы, боров как верховое животное ведьмы, разлагающиеся трупы, гробы и т. д.)

Бал у Воланда — кульминационный эпизод романа. Такой бал («черная месса» сатаны) требует предварительной подготовки: нужна королева бала, прошедшая строгий ритуал отречения от Бога, и анти-евангелие (извращенное евангелие как атрибут кощунства над верой в Господа). Воланд имеет вескую причину прибыть в Москву, а Москва конца 20-хгг — начала 30 гг- серьезное основание для принятия дьявола, так как главный храм — Храм Христа Спасителя — взорван, а горожане стали атеистами и воинствующе отрекаются от Бога, вознося на Него хулу (поэма о Христе И.Бездомного, разговор о Боге «На Патриарших»). Булгаков обозначает время действия — весна, предпасхальные дни. Бал у Воланда — своеобразная «черная месса», т. е. кощунственное извращение смысла Божественной литургии. (Пасха — праздник воскресения Иисуса Христа: «Христос воскресе, смертью смерть поправ, живот даровав» — одно из молитвенных песнопений в храме на Пасху)

Маргарита по факту происшедших с ней событий прелюбодейка: находясь в браке, изменяет мужу с мастером. Героиня никак не связана с мыслью о детях, о семье, она скорее жаждет остроты ощущений. Главное ее стремление — свободная, не скрепленная узами брака любовь с мастером. Путешествие к сатане (гл.21 «Полет») имеет целью участие в самом настоящем ШАБАШЕ, или «черной мессе» Воланда в качестве королевы бала. Для понимания облика Маргариты важно знать, что есть ШАБАШ. Из средневековых учений известно, что для участия в шабаше надо отречься от Бога, попрать Крест, вознести чудовищную хулу на Христа и Богоматерь. Для полета на шабаш ведьме следует натереться мазью, приготовленной из печени некрещеных младенцев. (Маргарита восхваляет Воланда фразой: «Всесилен!»)

РОМАН О ПОНТИИ ПИЛАТЕ. Иешуа, герой романа мастера, не только именем отличается от Иисуса Христа: он бродячий философ. Искажение евангельских событий и Образа Спасителя введено Булгаковым в роман сознательно: показать логику извращенного творчества под влиянием дьявола. У дьявола главная задача — обмануть, ввести в заблуждение человека, отвратить его от истинного познания и творчества. Роман мастера не что иное, как вдохновленное дьяволом произведение. (Первая строчка из романа мастера произносится именно Воландом, 1 гл., мастер в диалоге с Иваном Бездомным признается, что знает Воланда, гл.13, мастер сжигает рукопись романа и ужасается, в отличие от Маргариты, его восстановлению, сопровождаемому репликой Воланда: «Рукописи не горят!») Читая рукопись мастера вне контекста романа Булгакова в целом, можно вполне убедительно принять отрицание догмата о Божественной природе Иисуса Христа, так как в романе мастера Иешуа — человек. Замысел Воланда — увести человека от Бога хитро, представ при этом перед миром поборником справедливости, борцом за истину, «СПАСИТЕЛЕМ НАОБОРОТ». Роман, созданный мастером, становится не чем иным, как ЕВАНГЕЛИЕМ ОТ САТАНЫ. Рукопись спасена Воландом не случайно, ибо «черная месса» должна иметь текст-антипод евангелию, которым и становится роман мастера.

ВОЛАНД. Описывая похождения Воланда и его свиты, Булгаков следует канону изображения сатаны и бесов, которые боятся Бога и, соответственно, крестного знамения. Возникает вопрос:

«Если Воланд страшится знамения («Руку отрежу!» когда кухарка крестится), может ли он не бояться истинного Иисуса, распятого на Кресте,то есть Бога, и Булгаков ли возводит хулу на Господа романом о Понтии Пилате, в котором Иешуа не Бог? Ответ прост и ясен: силы добра и света в романе остаются за кадром, но они все же есть. Роман «Мастер и Маргарита» — за Христа, а не против

ВЫВОД: Название романа намеренно скрывает подлинный смысл произведения, отчего внимание читателя сосредоточивается в первую очередь на двух персонажах произведения как на главных, тогда как по замыслу событий они являются лишь «ПОДРУЧНЫМИ» ИСТИННОГО ГЛАВНОГО ГЕРОЯ. Каждый из двух (мастер и Маргарита) выполняют особую роль в том действе, ради которого Воланд прибывает в Москву. Этим действом становится «великий бал» у сатаны (АНТИЛИТУРГИЯ), а Москва — своеобразной подготовкой к нему, то есть «ЧЕРНОЙ ПРОСКОМИДИЕЙ». Смысл Божественной литургии — в укреплении духовных сил человека, в тяготении к Любви и созиданию. Разрушение стремлений к укреплению сил духа во имя Любви и Истины — смысл деятельности дьявола, обезьяны Господа Бога (культ перверсий — извращений, дел наоборот). Но никогда дьявол не был всесилен: «бесы тоже веруют и трепещут», как сказано в Библии. Силу сатана обретает только в отношении к хулителям Господа Бога. Москва конца 20-х гг. представляет картину массовой хулы на Господа Бога — есть где разгуляться дьяволу: место подготовлено самими людьми. Не дьявол всесилен, а люди, отвергнув Бога, дают волю сатане. Для христианина это страшная ситуация в мире. «Закатный роман» Булгакова не только ставит перед читателем глобальные вопросы, обозначенные эпиграфом, но и отвечает на них страшным финалом романа, где главные герои не заслужили света и были отравлены подручным дьявола. Антиподом света является тьма, а Князь Тьмы — Воланд. В итоге у Булгакова оба героя попадают в ад, ибо в борьбе за их души победил Воланд (=САТАНА).

СЛС № 5. «Образно-наглядная»

Литература:

1.            Айсмонтас Б. Б. О комплексном научно-методическом обеспечении учебной дисциплины (на примере «Педагогической психологии») // Психология и педагогика. Вып.5. Международный сборник научных трудов. — М., МОСУ, 2002.

2.            Выготский, Л. С. Мышление и речь. // Собр. соч.: Т. 2. — М., 1982. — 5- 561 с.

3.            Гальперин, П. Я. Методы обучения и умственное развитие ребенка — М., 1985.

4.            Гилфорд, Дж. Структурная модель интеллекта. Психология мышления. / Дж. Гилфорд. — М.: Прогресс, 1965. — 210 с.

5.            Кудаев М. Р., Богус М. Б., Кятова М. К. Развитие вербально-логического мышления обучаемых в процессе формирования когнитивного понимания текста (на материале гуманитарных дисциплин): Монография — карточка ресурса // URL: http://window. edu.ru/resource/500/69500 (Дата обращения — 17.03.2013)

6.            Леонтьев, А. Н. Деятельность. Сознание. Личность. / А. Н. Леонтьев. – М.: Политиздат, 1977. — 304 с.

7.            Логвинов, И. И. Природа дидактического знания.// Педагогика. — 2000. — № 6. — С. 13–18.

8.            Маклюэн Маршалл. Понимание медиа: внешние расширения человека» // Understanding Media: The Extensions of Man. — М.: Кучково поле, 2007

9.            Пиаже, Ж. Избранные психологические труды. Психология интеллекта. / Ж. Пиаже. — М., 1994.-326с.

Основные термины (генерируются автоматически): Бог, схема, мастер, Москва, Структурно-логическая схема, глава, поэма, роман, роман мастера, Блок.

Дидактические возможности структурно-логических схем в изучении литературы Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

Теория инновационной деятельности

УДК 368. 168

J

л

М. М. Белякова

ДИДАКТИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ СТРУКТУРНО-ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ В ИЗУЧЕНИИ ЛИТЕРАТУРЫ

_________________________________________Г

Аннотация. В данной статье представлены дидактические возможности использования структурно-логических схем (СЛС) на уроках литературы. Обосновывая необходимость формирования логического мышления у ученика в момент информатизации общества, когда в школу приходит уже не первое поколение детей с клиповым мышлением, автор пытается доказать, что этот прием служит развитию у ребенка способности наблюдать причинно-следственные связи, выдвигать суждения и устанавливать между ними взаимосвязь в виде умозаключений. Работа содержит практические рекомендации в составлении структурно-логических схем, приведены авторские схемы (СЛС) разных видов с комментариями к ним.

Ключевые слова: структурно-логическая схема (СЛС), дидактическое обеспечение урока, логика, клиповое мышление, наглядно-образная информация, однородная и моностильная информация, алгоритм, анализ, синтез, сравнение, суждение, умозаключение.

Abstract. This article presents the didactic possibilities of using structural logic (SLS) in literature classes. Justifying the need for the formation of logical thinking in students, at the time of information society, when comes to school is not the first generation of children with a video clip of thinking, the author tries to show that this technique is used with the child’s ability to observe cause and effect, to put forward opinions and establish between them relationship in the form of deductions. The paper contains practical advice in drafting structural logic, are copyright scheme (SLS) of different species with their comments.

Keywords: structural logical scheme (SLS), a didactic lesson software, logic, video clip thinking, visual-shape data, a homogeneous and monostilnaya information, algorithm, analysis, synthesis, comparison, judgment, reasoning.

Cogito ergo sum. (лат.) Я мыслю, следовательно, существую.

Рене Декарт.

Недавно я услышала фразу, которая звучала с экрана как абсолютная истина: «Логика — это смирительная рубашка фантазии». И мне стало страшно за наше подрастающее поколение, ибо испокон веков логика и способность к образному мышлению не исключали друг друга, а скорее, наоборот, мирно взаимодействовали, особенно в постижении литературы и искусства.

Умение логически мыслить всегда являлось элементом духовной культуры человека, общечеловеческой ценностью, несоизмеримой с материальными благами, но в изобилии их приносящей и создающей, если человек действует, исходя из требований разума. Логика — раздел философии, наука о мышлении, решающая задачу, как получить истинное знание о предмете путём рассуждений, как правильно из одних утверж-

дений выводить другие, чтобы при условии истинности исходных данных получить и истинный результат. Основные законы логики — это определённость, непротиворечивость, последовательность и обоснованность. Сам термин «логика» происходит от древнегреческого logos, означающего ««слово, мысль, понятие, рассуждение, закон». Логика имеет множество правил, нарушение которых приводит к ложным выводам. Вспомним древний софизм (умозаключение, вводящее в заблуждение): «Вы имеете то, что не потеряли. Рога вы не потеряли. Значит, вы имеете рога». Здесь умышленно допущена логическая ошибка. Согласно правилам логики объём малого тезиса («Рога вы не потеряли») должен полностью входить в объём большого тезиса («Вы имеете то, что не потеряли») -в данном случае это правило нарушено, поскольку потерять можно только то, что уже имеешь, и рога в этот перечень явно не входят Но в реальной жизни далеко не всё и не всегда так наглядно, как в этом примере. Неслучайно в сочинениях на ЕГЭ по русскому языку,

16

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

Теория инновационной деятельности

литературе, в эссе по истории и обществознанию так часто встречаются логические ошибки или же наблюдается полное отсутствие логики в изложении собственных мыслей. К сожалению, ситуация «рогатого силлогизма» часто встречается и в нашей обыденной жизни: нам пытаются доказать вопреки всем законам логики, что мы кому-то что-то должны, что нам чего-то не хватает, что вокруг происходит совсем не то, что кажется очевидным. «Рогатый силлогизм» — всего лишь шутка, некий обман с долей юмора, а неразвитая способность к логическому мышлению плодит ошибки не только личностного, но и глобального масштаба на уровне государственной важности. Бесспорно, что логика — непобедимое оружие личности, как в создании собственной судьбы, так и в служении своему Отечеству, способность предвидеть возможные последствия своих мыслей и действий, умение ориентироваться в реалиях жизни.

Очевидно, что воспитание и обучение творческой, активно мыслящей личности — главная цель деятельности каждого учителя на любом уроке и в процессе внеклассной деятельности, ведь цель урока — это идеальный, мысленно предвосхищаемый результат. Но только глубоко продуманное дидактическое обеспечение учебного процесса позволяет педагогу добиться успеха, а также сделать успешными своих учеников. И все же, прежде чем начать свою педагогическую деятельность, каждый учитель должен ответить на два основополагающих вопроса: «Чему учить?» и «Как учить?» Найденный ответ как нить Ариадны указывает путь в лабиринте мыслей об уроке, ученике, школе и результатах своей деятельности. Так рождается учительский почерк, педагогическая идея, философия личности учителя, а приемы и технологии, которые должны решить поставленные задачи, учитель замечает в процессе творчества и сотворчества с учащимися, в процессе наблюдения за историческими, социальными и политическими реалиями. Рождение цели обучения и дидактическое обеспечение урока напрямую сопряжены с духом времени. Ведь мы, учителя, должны не просто передавать знания и абстрактно любить своих воспитанников, а ясно видеть в каждом уроке компоненты, из которых, как мозаичное полотно, выстраивается личность ученика. В этом, как мне кажется, и заключается истинное призвание быть учителем.

На помощь грамотному учителю всегда приходит дидактика, рассматривающая обучение в его единстве с воспитанием. Воспитательная функция обучения состоит в том, что при обучении ученик не только усваивает знания, но происходит становление его личности в целом, формирование нравственности, духовности, черт характера, то есть образа человека.

Воспитательный аспект обучения отражается в содержании образования, как зеркало. Поэтому хороший урок — дело непростое даже для опытного учителя. Рождение любого урока начинается с осознания его целей. В противном случае урок будет случайным и непродуктивным. Учение или учебная деятельность учащихся — это целенаправленно организованная учи-

телем с помощью дидактических и (или) технических средств прямого или косвенного управления деятельность ученика по решению определенного класса задач, в результате которой ученик овладевает знаниями, умениями, развивает свои личностные качества. Безусловно, процесс обучения — это, прежде всего система, поэтому он напрямую зависим от точно выверенных и логически продуманных компонентов деятельности учителя и ученика.

Рассуждая о дидактических возможностях урока, ни в коем случае нельзя забывать о том, что мы должны обеспечить подрастающее поколение самым главным оружием — знанием законов логики, на которых базируются фактически все учебные дисциплины, не исключая гуманитарные, в том числе и литература. Это тем более важно на современном этапе, ведь в школу приходит уже не первое поколение детей с клиповым мышлением. Особыми дидактическими возможностями в достижении поставленной выше цели обладают структурно-логические схемы, спасительный методический прием, который стал моей авторской технологией на уроках литературы. Я использую его уже более 15 лет

Возникновение гипотезы о применении данной технологии напрямую связано с моей убежденностью в том, что творчество невозможно без непреодолимого желания получить истинное знание о предмете путём рассуждений. И именно учитель словесности должен найти продуктивный способ в обучении и воспитании личности учащегося, когда ребенок будет готов к критическому восприятию, во-первых, текстов, но и, главное, будет уметь ориентироваться в реалиях жизни, что предполагает наличие у ученика умений и навыков применения определенных мыслительных операций, в основе которых лежит понимание причинно-следственных связей, то есть: анализ, синтез, сравнение, суждение.

Мышление — это психический процесс познавательной деятельности, характеризующийся обобщенным и опосредованным отражением действительности, благодаря которому человек отражает предметы и явления в их существенных признаках и раскрывает их взаимосвязи. Мышление изучается рядом наук, в числе которых философия, логика, психология, педагогика, физиология, социология. В психолого-педагогической науке проблема логического мышления не является новой, ей посвящены исследования отечественных ученых (Л. С. Выготского, П. Я. Гальперина, А. Н. Леонтьева, С. Л. Рубинштейна и др.) и зарубежных (Дж. Гилфорда, Р Кеттела, Ж. Пиаже, Л. Л. Терстоуна) [2,3,4,6,9]

Природа мышления в отечественной науке представлена школами С. Л. Рубинштейна (принцип детерминизма, внешние причины через внутренние условия, психическое формируется и проявляется в деятельности) и Л. С. Выготского (культурно-историческая концепция). В основе концепции Выготского лежит идея социального, культурного, исторического происхождения высших психических функций, под которыми понимаются специфические человеческие функции: сознание, понятийное мышление, воля. Выготский

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

17

Теория инновационной деятельности

считает, что ребенок находит готовыми материальные условия человеческого существования, точно так же -знания, представления, обобщенные в языке, науке, в системе словесных значений. Но овладевает этими словесными значениями не в готовом виде, а благодаря величайшему напряжению всей активности его собственной мысли [2]. Присвоение общечеловеческого опыта в процессе обучения, согласно концепции Л. С. Выготского, важная и специфическая для человека форма психического развития. Развитие умственных способностей человека осуществляется прежде всего за счет усвоения им содержания знаний, системы научных понятий.

В своих исследованиях А. Н. Леонтьев [6] приходит к выводам, что мышление, как и любая деятельность, отвечает тем или иным потребностям или побуждениям человека, состоит из действий, подчиненных сознательным целям, осуществляется операциями. Мышление не может быть сведено к образующим его состав операциям, т.к. оно — и это главное — выступает как одна из форм присвоения человеком действительности и ее изменения. По утверждению психологов, мышление шире, чем те способы, которыми оно оперирует. Мыслит не само по себе мышление, а школьник с его мотивами, аффективно-волевой сферой.

Интересным кажется освещение данной проблемы в работах Б. Б. Айсмонтаса [1], профессора кафедры педагогической психологии МГППУ В одной из своих книг «Педагогическая психология. Схемы и тесты», вышедшей в 2006 году, ученый предлагает использование структурно-логических схем для более продуктивного обучения различным предметам, в том числе педагогической психологии, в системе высшего образования.

Активизация логического мышления в обучении -незаменимое дидактическое средство в организации учебной деятельности школьника, когда происходит овладение системными знаниями и интеллектуальным опытом, развиваются продуктивные качества мышления учащегося, познавательные и творческие способности ребенка. Таким образом, активизируя логическое мышление учащегося, учитель помогает ему овладевать не просто информацией, но вооружает его инструментом под названием «логика», при помощи которого можно обрести истинное знание и профессионализм в различных областях деятельности.

Информатизация общества катастрофически накатывает, как цунами, и накрывает нас с головой, а в этом потоке воды, под гигантской мощью волны, беспомощно и одиноко мечется человеческая душа, пытаясь выжить. Но как выжить? Захлебываясь, чтобы всплыть, ребенок включает мозаичное, или клиповое мышление. И, как следствие, диагноз адаптировавшихся к переизбытку информации, особенно молодежи,- неспособность системно мыслить, анализировать, заниматься настоящей творческой деятельностью, а не ее имитацией. Дополню, что в этом потоке информации истинно полезной не так уж и много — духовные суррогаты занимают большую часть информационного пространства.

Слово «dip» в переводе с английского обозначает «стрижка; нарезка». Клиповое, или мозаичное мышление — привычка к быстрой смене картинок, мельтешению, восприятию фрагмента, а не целостного объекта, что приводит в итоге к отторжению истинных духовных ценностей, духовного наследия в области культуры и искусства — всего того, что требует сосредоточенности и умения обнаруживать причинно-следственные связи. Наша молодежь предпочитает способ быстрого облегченного усвоения гигантского объема информации, потому что она не знает, как иначе противостоять информационным цунами. Отсюда — поверхностность и абсолютное непонимание, что такое глубокое и полноценное знание. Неудивительно, что для современного подростка осилить что-либо из классической литературы 19-20 веков — уже сверхзадача. Безусловно, среди наших учеников есть исключения, то есть те, кто все же противостоит мозаично-клиповой эпидемии. Но заслуга в этом, конечно, семьи, а не школы. Однако таких детей мало, фактически единицы в общей массе обучающихся. Печальные последствия уже давно отмечают педагоги, особенно учителя русской словесности. Обладатели клипового мышления не способны вдумчиво, глубоко анализировать учебный материал, понимать авторский замысел художественного произведения, поскольку образы не «задерживаются» в их головах надолго. Они стремительно забывают то, чему их обучали, потому что им необходимо постоянное изменение «картинок», а иначе им просто становится скучно и неинтересно. Познавательную активность наших сегодняшних учеников условно можно назвать «латентной». Но ведь такое сознание детей — защитная реакция организма на информационную перегрузку.

Суть клипового мышления заключается в том, что оно умеет — и любит (!) — быстро переключаться между разрозненными смысловыми фрагментами. Но есть и достоинство «клипового восприятия» — большая скорость обработки информации. Другая его особенность — предпочтение нетекстовой, наглядно-образной информации. Обратной стороной клипового мышления, требующего своеобразной виртуозности и реактивности, является неспособность к восприятию длительной линейной последовательности — однородной и моностильной информации, в том числе книжного текста.

Сегодня на наших глазах начинает исполняться пророчество канадского философа Маршалла Маклюэна (1911-1980) о том, что развитие электронных средств коммуникации вернет человеческое мышление к дотекстовой эпохе, и линейная последовательность знаков перестанет быть базой нашей культуры [8].

Каждый учитель-практик прекрасно знает, что современные школьники — по преимуществу визу-альщики и кинестетики (прим. : Визуально-моторный — термин, обозначающий двигательные реакции, которые координируются зрительной стимуляцией. Кинестетика — приобретение знаний о своем восприя-

18

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

Теория инновационной деятельности

тии, о своих ощущениях). Им необходимо посмотреть и потрогать, раскрасить и подрисовать, чтобы через собственные ощущения приобрести знания о мире. Как ни парадоксально, но такой внешне несерьезный прием как раскрашивание маркерами текста очень продуктивен для весьма серьезной деятельности -анализа поэтического произведения.

Клиповость есть образ жизни человека, который вынужден постоянно «хвататься то за одно, то за другое дело» — формула, вполне универсальная для современного человека. И это, как ни прискорбно осознавать нам, взрослым, пугающая реальность. Наше подрастающее поколение, в большинстве своем «зараженное» клиповым мышлением, таким образом убегает от собственной души, ведь «душа обязана трудиться», мыслить, чувствовать, а на это требуется время и сосредоточенность. «Опомнитесь! Душа убывает»,-еще в середине 19 века предупреждал нас А. И. Герцен. Но человечество до сих пор почему-то игнорирует наблюдения русского писателя, а результат налицо. Информационное поле расширяется в геометрической прогрессии — душа же потерялась, потому что мы о ней легкомысленно забываем, путешествуя в лабиринтах иллюзии современного познания.

Отметим, что при постоянном использовании вторичной информации у учеников снижается способность к творчеству. А ведь творчество — деятельность, порождающая нечто качественно новое, никогда ранее не бывшее. Ребенок перестаёт стремиться к созида-тельности творчества, лишь перерабатывая то, что уже существует, и по-разному комбинируя фрагменты готовой информации.

Ах, как невыносимо грустно, что наши дети утрачивают ни с чем не сравнимую радость погружения в книгу. И потому главная задача учителя словесности — подарить ребенку наслаждение сотворчества с писателем, сопереживания и сопричастности мысли, отраженной в книге. Являясь свидетелями утраты человеком его истинного предназначения — мыслить и чувствовать, мы должны найти способ остановить данный разлагающий душу процесс.

Познание — это движение индивидуума к осознанию мира и себя в мире. И в данном случае литература как предмет, непосредственно связанный с душой человека, способна и должна стать противоядием клиповому мышлению.

Испокон веков русская литература определяла лицо нации в разные времена. Широко известны слова А. И. Герцена: «Литература — трибуна, с которой говорит совесть нации». Именно словесность может осуществить этот трудный прорыв современного ребенка к собственной душе, как к главной реальности, и помочь восстановлению здорового мышления как процесса познавательной деятельности индивида, характеризующейся обобщенным, опосредствованным отражением действительности. Литература погружает ученика в решение вечных проблем, предупреждает об опасности заблуждений человеческого духа, отраженных в исторических реалиях, судьбах

героев и судьбах писателей. Ведь главное лицо словесности — человек, его душа. Нельзя не согласиться с античным философом Платоном: «Душа — это то, что мыслит, познает, чувствует». Значит, вне души познание бессмысленно и бесполезно.

Если под обычным мышлением понимается способность обобщать, рассуждать, делать выводы на основе каких-то фактов (что стало уже стандартом мышления человека), то клиповое мышление — отсутствие таких возможностей. Восстановлению способности наблюдать причинно-следственные связи, выдвигать суждения и устанавливать между ними взаимосвязь в виде умозаключений служит ««логика знания», т.е. необходимая связь понятий, посредством которой познаётся «сущность и истина» (Платон).

В моей педагогической практике сложился спасительный методический прием, помогающий мне не терять в информационном потоке талантливых учеников и обращать к книге многих, кто предпочитал ей общение «онлайн». Этот прием, как мне кажется, и есть одно из противоядий клиповому мышлению, так как призван восстанавливать целостную картину из смысловых фрагментов. Речь идет об анализе художественного текста при помощи структурно-логической схемы (СЛС).

Дидактические возможности данной технологии неисчерпаемы и позволяют успешно решать задачу обращения ребенка к логике, получать истинное знание о предмете, проблеме путём рассуждений, видеть, как правильно из одних утверждений выводить другие, выявлять причины и следствия, события, суждения, то есть ясно мыслить. Ясность и точность вывода не позволяет человеку отвертеться от ответа разглагольствованием вокруг да около вопроса.

Каждый человек должен обладать определенной логической культурой, уровень которой характеризуется совокупностью логических приемов и способов рассуждения, а также совокупностью логических средств, которые он использует в процессе познания и практической деятельности. Структурно-логические схемы помогают учащимся приобрести логическую культуру. Логика систематизирует правильные способы рассуждения, а также предотвращает типичные ошибки в рассуждениях. Она предоставляет логические средства для точного выражения мыслей, без чего оказывается малоэффективной любая мыслительная деятельность, начиная с обучения и кончая научно-исследовательской работой.

Замечу, логика знания сама по себе целительна для человеческой души, так как заставляет ученика приобщиться к процессу установления причинно-следственных связей сначала в изучаемом материале, а затем и в собственной жизни, что для него, безусловно, на начальном этапе куда привлекательней. Учащийся, усвоивший алгоритм решения духовной проблемы в художественном произведении, соотносит его со своими мыслями, извлекая их из глубин собственного сознания, и это помогает учителю удержать интерес к предмету даже у ребенка с кли-

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

19

Теория инновационной деятельности

повым мышлением, постепенно увеличивая лекарственные дозы до полного выздоровления, которое, вероятно, будет довольно длительным. Вот и получается, что в процессе работы над художественным произведением мы словно возвращаемся к просвещению духа ученика, сворачивая с тропинки просто «сообщения знаний». Тут уже включается воспитание ума и сердца ребенка. Логика знания сразу все ставит на свои места, затрагивая при этом и душу ребенка, а, как известно, «кто ясно мыслит, тот ясно излагает» (А. Шопенгауэр).

Использование на уроках литературы структурно-логических схем (СЛС) — один из эффективных приемов познавательного вдумчивого чтения. Он помогает учителю сделать процесс постижения художественного текста на уроке упорядоченным, организованным, целенаправленным и, одновременно, более творческим, оригинальным. Этот прием может одинаково успешно использоваться как при осмыслении содержания художественного произведения, так и в процессе анализа особенностей художественной формы. Ассоциации и логические связи, представляемые в такой схеме, обнаруживают себя, с одной стороны, из возможного прочтения этих понятий, с другой стороны,- в виде достаточно конкретного, однозначного, аргументированного вывода, который формулируется благодаря представленным связям.

По данным социологов и психологов, человек усваивает знание лучше, когда он их воспринимает наглядно — это 90%. И лишь 10% — когда слышит. Восприятие — это отображение в сознании человека предметов и явлений при их непосредственном влиянии на органы ощущений. Итак, если перед глазами ребенка находится сообщение, факт, вывод, они даже и без сознательного внимания откладываются в памяти, чтобы потом, в нужное время, воссоздаться.

Структурно-логические схемы используют предпочтение учащихся с клиповым мышлением к нетекстовой, наглядно-образной информации, но при этом упорядочивают ее. В схемах при помощи стрелок показывается причинно-следственная связь суждений, умозаключений, понятий, приводящих к выводу по определенной теме или проблеме, то есть присутствуют анализ, синтез и сравнение. Анализ, синтез и сравнение как основа здорового мышления опосредованно становятся противоядием клиповому мышлению. Здесь вполне уместно вспомнить слова французского философа Рене Декарта: «Я мыслю, следовательно, существую».

Структурно-логическая схема (СЛС) демонстрирует ассоциативные, логические связи понятий, суждений, умозаключений, оперируя которыми можно

• сформулировать проблематику изучаемого произведения,

• выявить авторскую позицию,

• дать оценку героям,

• объяснить смысловую структуру текста художественного произведения, и в итоге раскрыть алгоритм авторского замысла.

Структурно-логические схемы адресованы не только учителям литературы, но и преподавателям естественных, точных и гуманитарных учебных дисциплин/

СЛОВАРЬ ПОНЯТИЙ

1. Анализ как прием мышления есть мысленное разложение предмета на составляющие его части или стороны. Это помогает зримо представить совокупность того, из чего состоит предмет, конкретизировать его свойства, делает познание реальным, доступным для человека процессом. Но нельзя познать сущность предмета, только разлагая его на составляющие стороны. Необходимо установить связи между ними. Сделать это помогает синтез.

2. Синтез — мысленное объединение расчленяемых анализом элементов.

3. Важнейший прием мышления — сравнение, т.е. установление сходства или различия предметов.

4. Суждение — форма мысли, в которой с помощью связи понятий утверждается или отрицается что-либо о чем-либо.

5. Умозаключение — процесс мышления, позволяющий из двух или нескольких суждений вывести новое суждение.

Структурно-логические схемы могут быть 3 видов:

1. СЛС «Следование» — алгоритм, в котором суждения, умозаключения, понятия имеют однократную последовательную связь.

2. СЛС «Циклическая» — алгоритм, в котором выявлены смысловые аналогии, повторяющиеся по заданному логической цепочкой циклу в причинно-следственной связи.

3. СЛС «Образно-наглядная» — алгоритм, который строится на основе образа (например, часы, древесный срез (=полукружия) в причинно-следственной связи понятий, суждений, умозаключений по заданной проблеме исследования.

При использовании на уроке литературы структурно-логических схем работают все основные дидактические принципы: сознательность и познавательная активность; наглядность; системность и последовательность; научность и доступность; связь теории с практикой, а в итоге — прочность полученных учеником знаний.

Понимание материала в системе требует логики, его прочное усвоение — чувств и эмоций. Понятия объясняют, образы влекут, стимулы побеждают к действию. Применение наглядных средств воспитывает внимание, наблюдательность, развивает культуру мышления.

Далее для ознакомления представлены некоторые из авторских структурно-логических схем (СЛС) разных видов с комментариями к ним, которые поясняют работу учителя с материалом художественных текстов.

20

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

Теория инновационной деятельности

Комментарии

к структурно-логическим схемам Комментарий к СЛС № 1

Явление Христа в поэме А. Блока «Двенадцать»

Структурно-логическая схема представлена в образе древесного среза, состоящего из 6 полукружий. Главы соединяются как последовательно (1-12), так и в полукружиях (1-12; 2-11; 3-10;, 4-9;. 5-8; 6-7).

Соединения в полукружиях глав — видимый срез дерева вдоль. В поэме таких полукружий — 6, причем главы 6-7 составляют, таким образом, смысловую «сердцевину» древесного среза. Главы, соединенные стрелками в полукружиях, символически рисуют причинно-следственную связь в духовном аспекте. Главы, соединенные стрелками последовательно (1-12 главы), показывают нам этапы деградации человеческого духа во внешних событиях. Загадкой поэмы становится Явление Христа в финале произведения. Чтобы раскрыть авторский замысел, обратимся к логическим связям, обозначенным в СЛС стрелками.

Главы, соединенные стрелками последовательно (с 1 по 12), демонстрируют разные стадии духовного оскудения, приводящие в итоге к выстрелу в Иисуса Христа. Но Господь «поругаем не бывает».

Явление Христа:

В поэме Александра Блока «Двенадцать» — господство хаоса. По мнению поэта, художник должен хаос воплощать в космос. Именно в этом — основная задача искусства. духовной жизни человека и мира в целом. Разрешение философского (=духовного) конфликта «Двенадцати» — в явлении Христа как воплощения гармонии (=космоса) и любви. «Бог есть любовь»,-гласит Евангелие. Иисус — идеал, совершенство, Образ и Подобие которого — человек. Однако человек впитал в себя хаос, то есть антикосмос, а значит, и антилюбовь.

Выстрелы, прозвучавшие в поэме,-это выстрелы в Любовь, космос (гармонию) и в воплощенного Бога -в Иисуса. Пытаясь убить Бога, человек, таким образом, уже уничтожил себя. Изображенный в «Двенадцати» мир утопает в безверии, одержим темными силами. В борьбе с хаосом ему надо разрешиться или в катастрофу беспросветного мрака, или во что-то иное высшего порядка. Этим чем-то и становится явление Христа в поэме Блока. Он несет флаг. Он над красноармейцами, Он — всевидящий, а они в хаосе и мгле — слепы («не видать… друг друга за четыре за шага»). И Его (Иисуса) они не могут узреть, так как Бога в себе (Образ и Подобие) убили посредством преступления заповеди: «Не убий» (6,7 главы) Убита Катька — убита любовь — убит Господь. И в заключение — реальный выстрел в Него. И стреляют-то вслепую, так и не уразумев — кто: враг ли!

Христос явился в мир или он над миром, над людьми? Что явлением в поэме Иисуса хотел сказать Александр Блок? Абсолютно точно Христос не впереди 12 красноармейцев в буквальном смысле слова — Он НАД ними, то есть в небе, в невидимом пространстве («невидим»), за домами, во вьюге.

Христос — имя, связанное с названием трилогии Блока -«Трилогия вочеловечения». Вочеловечение следует понимать по христианским канонам следующим образом: Бог вочеловечен в Сыне, Христос — воплощение Бога в человеке, то есть явление Бога во плоти. Христос -Богочеловек. (Не человекобог!!!) В трилогии поэт изображает сложный духовный путь лирического героя к Идеалу, то есть в вочеловечение. Получается, что человек в процессе духовного становления должен приблизиться к Образу и Подобию, обрести себя, обрести любовь и Бога.

Целостное восприятие творчества Блока предполагает прочтение первой поэмы о революции именно в этой системе координат. Не Христос ли показан в поэме тем самым гармонизирующим началом, тем символом, который и должен в хаосе указать путь даже убийцам? Даже тем, кто посягнул стрелять

Соединения в полукружиях глав:

Полукружие среза /= главы Смысловое толкование

1 и 12 главы Из хаоса только один путь — к Богу

2 и 11 главы Герои, «апостолы новой веры», приведут мир к беснованию (сравнить: Ф. М. Достоевский роман «Бесы»)

3 и 10 главы Цель нового пути приводит к духовной слепоте («Не видать уже друг друга за четыре за шага»), а слепые, зовущие мир к новой вере, неизбежно приводят его к пропасти.

4 и 9 главы Зарождение конфликта: ждет разрешения противоречие в отношениях героев: Катька-Ванька-Петруха, так же своего часа ждет и старый мир, стоящий на перекрестке. Один «безмолвный вопрос» объединяет обе главы ожиданием выбора героев на разных уровнях. Своеволие или воля? Своеволие — это бунт богоборчества или, что страшнее, богоотречения. Воля — выбор возможных решений.

5 и 8 главы Поругание любви происходит уже в сознании героини Катьки («с юнкерьем гулять ходила — с солдатьем теперь пошла»), и это провокация к агрессии и предпосылка к случайному убийству. Духовный раскол Катьки приносит ей, как искупление, нелепую смерть, дабы блуд не прогрессировал, дабы душа не разложилась окончательно до полного омертвения. И имя ей Блок дает символично: имя Екатерина (разг. Катерина) происходит от греческого слова «катариос» — чистый, непорочный. Того же корня слово «катарсис» — очищение.

6 и 7 главы СЕРДЦЕВИНА поэмы, в которой случайно, но вполне закономерно происходит убийство человека (Катьки), открывающее путь или к ПРОЗРЕНИЮ и покаянию, или к еще более тяжким преступлениям. Решает все духовный выбор человека.

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

21

Теория инновационной деятельности

в самого Бога? Бог не отвернулся от России, не отвернулся от убийц, блудниц. Он всегда доказывает Свою милость миру, как и в данном случае, когда не поражает гневом тех 12, кто в него стреляет.

Блок не видит, а провидит, понимая, что Господь не отворачивается от ступившей на сатанинский путь России. Почему вьюга? Почему снег, метель? Хаос усугубляется еще и холодом и слепотой, ведь снег застилает глаза — мешает ясно видеть окружающее пространство. Но главное, незрячий не видит света, а «Бог есть свет, и нет в Нем никакой тьмы». Холод пронизывает — холод сковал сердца людей, причем остывает человеческий организм в буквальном смысле при умирании. Усугубление на протяжении всей поэмы мотивов смерти, разбушевавшейся стихии, олицетворяющей противоборство Бога и Дьявола, тьмы и света, любви и ненависти обретают метафорический, а иногда и буквальный смысл. Мотив смерти восходит к сердцевине поэмы — физическому небытию (убийству) Катьки. Сама смерть олицетвори-лась: из тайного, невидимого в человеке — в явное.

Идея поэмы как раз и заключается в том, что новый путь — только с Богом, и из любого убийственно ошибочного пути выведет только Бог, который простит блудных сыновей и дочерей, убийц и блудниц. Без Бога, без любви — одно безлюбовное пространство, покатая плоскость, с которой человек катится вниз, на самое дно, в бездну, в ад. Потеряется ли человек, заплутает ли в хаосе, зависит от его выбора. Путь красноармей-цев-убийц в поэме «Двенадцать» не заканчивается, потому что они «идут вдаль» Они идут, не разглядев Христа, поправ святыни, но и при этом все равно с ними Бог — Тот, в которого они стреляли. Но Бог «невредим».

Однако в поэме какой-то странный Бог -«Исус», а не Иисус. Почему? Вопрос загадочности образа Иисуса заключается в духовных метаниях самого поэта. Образ Бога невозможно воплотить без поста, молитвы, исповеди и послушания. Впасть в прелесть в момент духовного раскола — более логичный итог, что, кстати, мы и видим в случае поэта Александра Блока, размышляя о его преждевременной трагической кончине. Жаждущий Бога и пребывающий в духовной брани с самим собой и миром, не мог поэт Александр Блок ясно и отчетливо, без двусмысленности преподнести образ Иисуса. Потому финал поэмы до сих пор и плодит разночтения. Но не Антихрист предстает красноармейцам, а Иисус Христос, путь к которому запечатлело творчество Александра Блока, его «Трилогия вочеловечения» и таинственная поэма «Двенадцать».

В воспоминаниях К. Зелинского отчетливо прослеживается недоумение поэта, которому приписываются различные версии прочтения его таинственной поэмы. Может, именно это предостережет нас от необдуманных шагов в интерпретации текста:

«Ранней осенью 1918 года я встретил на Невском проспекте Александра Блока. Поэт стоял перед витриной продовольственного магазина, за стёклами которой висели две бумажные полосы. На них были ярко оттиснуты слова: на одной — «Мы на

горе всем буржуям мировой пожар раздуем», а на другой — «Революцьонный держите шаг! неугомонный не дремлет враг!» Под каждой из этих строк стояла подпись: «Александр Блок». Поэт смотрел на эти слова, словно не узнавая их…

— Признаюсь, для нас радость и неожиданность, что и вы вошли в нашу борьбу, — по-мальчишески самоуверенно продолжал я, показывая на плакаты за витриной.

— Да,-смутился Блок,-но в поэме эти слова произносят или думают красногвардейцы. Эти призывы не прямо же от моего имени написаны,-и поэт будто с укоризной посмотрел на меня». (К. Зелинский)

Символика поэмы

1. ЧИСЛО 12

Движение во времени угадывается уже в самом названии поэмы — «Двенадцать», связанном с переломными моментами в отсчёте времени: год, меняющийся через 12 месяцев, наступление нового дня в полночь и т.д.).

12 красноармейцев: а) реальный патруль, осуществлявший порядок в Петрограде, состоял из 12 человек; б) соответствует двенадцати ученикам Христа (имя одного из апостолов дано Петрухе (Пётр), другое — Ваньке (Иоанн), третье — Андрюхе (Андрей). Апостол Петр трижды отрёкся от Христа за одну ночь. Но у Блока наоборот: Петруха за одну ночь трижды возвращается к вере и трижды вновь отступает. К тому же он -убийца своей бывшей возлюбленной. Убийца получает имя того единственного апостола, который «обнажил меч» («Замотал платок на шее — / Не оправиться никак») Платок как петля на шее, и Петр превращается в Иуду.

2. ГОЛОДНЫЙ ПЕС,

подобно гётевскому пуделю из «Фауста», который трансформируется в Мефистофеля, на глазах теряет реальные очертания и становится фигурой символической. В «псе безродном», оказывается, как и в пуделе Фауста, скрывался Сатана. И когда после такого сатанинского превращения пса в старый мир появляются образы хохочущей вьюги, а затем и Христа, это воспринимается как художественная закономерность. Позади революционного дозора плетётся пёс, ассоциирующийся с Сатаной, а впереди — Иисус Христос, имя которого рифмой соединено с его вечным антагонистом: «Позади — голодный пёс…» — «Впереди — Иисус Христос». Здесь рифма ещё подчёркнута синтаксическим параллелизмом, выявляющим антитезу Сатаны и Бога. Их извечное противостояние — и в душах бойцов за новый мир.

3. СИМВОЛ КРОВИ

Кровь — душа («Мировой пожар в крови!» означает пожар в душе). Мотив крови связан с любовью-ненавистью, радостью-страданием как смыслом и путём познания жизни. Кровь -знак трагизма истории, знак восстания, знак исторического возмездия («буржуй. выпью кровушку за зазнобушку.»). Ведущие значения мотива крови входят в символ «кровавого флага»: это

22

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

Теория инновационной деятельности

новый крест Христа, символ его теперешних распятий и искупления грехов людских. Христос, Богочеловек, не сторонится грешников, а наоборот, пришёл к страдающим спасти жертв страшного мирового зла. Путь «вочеловечения» оказывается тождествен пути на Голгофу.

4. БЕЛАЯ РОЗА («в белом венчике из роз»)

Блок уточнил определение цвета роз, исходя из каноничных церковных представлений о венке как символе триумфа и белом цвете как символе чистоты. Белый — это цвет добра в Апокалипсисе, он символизирует холодную чистоту божественного в критический час очищения, когда грешники должны стать «белыми, как снег». По исследованиям Д. С. Лихачёва, цветами в венке Спасителя могут быть и те белые бумажные розы, которыми украшали чело «Христа в темнице» в народных церквях и часовнях (ведь солдаты из «Двенадцати» — бывшие крестьяне).

Комментарий к СЛС № 2.

Смысловая структура рассказа «Старуха Изергиль»

1. «Сильные и гордые» персонажи — это старуха Изергиль, Ларра и Данко. Образы Ларры и Данко резко контрастны, хотя оба они — смелые, сильные и гордые люди. Здесь отражены популярные в конце XIX в. идеи немецкого философа Ницше. В книге «Так говорил Заратустра» Ницше доказывал, что люди делятся на сильных (орлов) и слабых (ягнят), которым суждено быть рабами. Старуха Изергиль говорит: «За все, что человек берет, он платит собой, своим умом и силой, иногда — жизнью».

2. Сравниваем понятия:

а) Гордость — 1) чувство собственного достоинства, самоуважения. 2) высокое мнение о себе. б) Гордыня -непомерная гордость.

3. Романтические атрибуты рассказа:

• исключительные характеры,

• сильные страсти,

• резкие контрасты,

• разгул стихии,

• душевные исступления,

• экзотика

4. Сопоставляем героев с библейскими персонажами:

А) Ларра — сопоставление с легендой об Агасфере

Когда Иисуса Христа вели к месту казни, он хотел

на минуту прислониться к стене одного из домов, чтобы передохнуть. Но хозяин дома не позволил ему этого. Иисус сказал: «Ты будешь скитаться вечно, и никогда не будет тебе ни покоя, ни смерти… Хозяина дома звали Агасфером.

Б) Данко — сопоставление с Моисеем (Библия, книга Исход)

Моисей по воле Бога водил евреев по пустыне 40 лет. Маршрут этого путешествия оказывается замкнутой кривой, что символично. Сорок-это символическое число, означающее завершенность, полноценность некоего жизненного этапа; оно часто встречается в Библии и вряд ли соответствует точному календарному сроку. Жизнь Моисея также символи-

чески разбита на три периода: 40 лет жил в Египте до бегства, еще 40 лет жил в изгнании до получения Откровения и 40 лет водил евреев по пустыне. Что касается людей, вышедших из Египта, то они роптали на Бога и упрекали Моисея: «Зачем ты вывел нас из Египта?» Вопрос к схеме: Почему «сильные и гордые» герои рассказа пришли к жизненному краху и как это соотносится с авторским замыслом произведения?

Комментарий к СЛС № 3

Конфликт поэмы М. Ю. Лермонтова «Мцыри»

Исповедь — таинство общения человека с Богом, покаяние, то есть перемена ума в отношении своих грехов, которые человек хочет побороть в себе, в светском понимании -рассказ о себе с целью облегчить душу, сообщение своих взглядов, мыслей. Поэма М. Ю. Лермонтова «Мцыри» представляет собой исповедь юного послушника. Эта исповедь странна: перед лицом близкой смерти он полон гордыни, а вовсе не смирения, превозносит как истинное душевное сокровище свою страсть, не желая примирения с Богом даже на смертном одре. Для Мцыри исповедь не таинство общения с Богом, а провозглашение своего мироощущения («словами облегчить мне грудь»). Идеал Мцыри бездуховен, безблагодатен, так как его душа в кабале у страстей. Пленение любой страстью ведет душу к гибели. Исповедь Мцыри обнаруживает, что пылкий юноша не способен осознать своей греховности, озлоблен на обстоятельства своей судьбы. Для него исповедь не таинство, несмотря на то, что последние часы он общается с монахом и умирает в стенах монастыря. Душа героя — на пороге гибели, но он сам пребывает в наивном неведении о том, что ее ждет за пределами бренного тела («пускай в раю, в святом, заоблачном краю мой дух найдет себе приют»).

Комментарий к СЛС № 4 Образ Времени

в Поэме А. А. Ахматовой «Реквием»

«Реквием» — это не документ о жизни поэта в годину горя, а разговор о прошлом, настоящем и будущем. Горе героини осмыслено как вневременное, поэтому так важна евангельская глава, дающая ответ на вопрос: «Как человек должен принимать страдание, обусловленное характером эпохи?» Условно композицию поэмы можно представить в виде замкнутого круга, напоминающего циферблат (часы). Часы — символ конкретного времени, повторяющегося циклически: от 1 до 12. Цикл (1-12) — отрезок времени, который назовем условно «Эпоха». Изображенный в поэме отрезок времени также будет условно именоваться ЭПОХА. По окончании каждого цикла (путь от 1 до 12) возникает перспектива БУДУЩЕГО, которое в поэме отсутствует. В поэме Ахматова употребляет глаголы преимущественно в форме прошедшего и настоящего времен («Вместо предисловия», «Посвящение», «Вступление» — прош.вр., 1 глава — прош. и наствр., 2 глава — наст., 3 глава — наст., 4 глава — наст и прош., 5 глава — наст. вр, 6 глава -наст., 7 глава -наст. и прош., 8 глава — наст., 9 глава — прош. и наст., 10 глава — ВЕЧНОСТЬ /евангельские события/, эпилог -настоящее, будущее). Синими

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

23

Теория инновационной деятельности

СЛС № 1. «Образно-наглядная»

КОМПОЗИЦИЯ ПОЭМЫ БЛОКА

«ДВЕНАДЦАТЬ»

Принцип построения поэмы образно напоминает древесный срез, составленный из 6 полукружий — ))))))

1 глава — хаос, ветер

/ «на ногах не стоит человек»/. Определение времени и места событий поэмы.

I

2 глава — появление героев поэмы — двенадцати красноармейцев. /12 апостолов новой эры/

, а

3 глава — определение цели

пути. / «мировой пожар в крови» -новое кровообращение без Бога, где страсть правит бал = пожар = разрушение от мира и в мире/ ‘

4 ГЛЗВЭ — «любовный треугольник» (зарождение конфликта поэмы) Катька-Петру^-Ванька

/ эволюция поврежденности духа человека в любви /

5 глава — знакомство с ге:

рои ней. _вьюга. / «не видать уже друг друга за четыре за шага».Смятение на новом пути.-«Али руки не в крови?»

9 глава — распутье, бого-

оставленность. /Старый мир ждет своего часа на перекрестке (крест)

«стоит безмолвный, как вопрос» Стилистика романса.

8 глава — месть, злоба —

агрессия ищет выхода. «Выпью кровушку за зазнобушку». Бессилие в одолении себя. Духовный раскол.

7 глава — ОТРЕЧЕНИЕ ОТ БОГА.

/от любви

ВЫБОР ПУТИ

СММС.НШОЙ «\JC.I» МО)МЫ

«Бог есть .чобооь» ( Еванге:ше1

24

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

Теория инновационной деятельности

СЛС №2 «Циклическая»

СМЫСЛОВАЯ СТРУКТУРА РАССКАЗА ((СТАРУХА ИЗЕРГИЛЬ»

СЛС №3. будущее), который определяется осмыслением опыта прошлого и настоящего. Ахматова приводит читателя к мысли о том, что будущее зависит нашего ответа прошлому, которое сопряжено с покаянием.

Результаты применения технологии

Дидактические возможности структурно-логических схем видны в результативности использования данной технологии. Данная технология активизирует познавательную активность учащихся, что приводит к хорошим результатам в олимпиадном движении, позволяет нестандартно анализировать произведения классики, создавать творческий продукт деятельности в виде интересных исследований, понимать логику художественных образов. Хочется отметить, что многие мои выпускники, ставшие филологами, по их собственным признаниям, используют данный прием при чтении художественных текстов. Главным результатом применения структурно-логических схем я считаю то, что мои выпускники успешны, что они научились применять логику в решении не только профессиональных, но и жизненных задач. Многие из моих выпускников занимаются научно-исследовательской и творческой деятельностью, преподают в вузах Санкт-Петербурга.

Литература

1. Айсмонтас Б. Б. О комплексном научно-методическом обеспечении учебной дисциплины (на примере «Педагогической психологии») // Психология и педагогика. Вып.5. Международный сборник научных трудов.- М., МОСУ,- 2002.

2. Выготский Л. С. Мышление и речь. // Собр. соч.: Т 2.- М., 1982.

3. Гальперин П. Я. Методы обучения и умственное развитие ребенка. М., 1985.

4. Гилфорд Дж. Структурная модель интеллекта. Психология мышления. М.: Прогресс, 1965.- 210 с.

5. Кудаев М. Р, Богус М. Б., Кятова М. К. Развитие вербаль-

но-логического мышления обучаемых в процессе формирования когнитивного понимания текста (на материале гуманитарных дисциплин): Монография. [Электронный ресурс] URL: http://window.edu.ru/resource/500/69500

(Дата обращения: 1.08.2013).

6. Леонтьев А. Н. Деятельность. Сознание. Личность. М.: Политиздат, 1977.- 304 с.

7. Логвинов И. И. Природа дидактического знания // Педагогика.- 2000.- № 6.- С.13-18.

8. Маклюэн Маршалл. Понимание медиа: внешние расширения человека» // Understanding Media: The Extensions of Man.- М.: Кучково поле, 2007.

9. Пиаже Ж. Избранные психологические труды. Психология интеллекта. М., 1994.- 326 с.

26

Инновационные проекты и программы в образовании 2013/4

Разработка структурно-логической схемы основных понятий по теме «Рисунок» для применения в художественном образовании

Одним из компонентов содержания образования являются знания. Ученые педагоги и методисты отмечают, что основу знаний составляют понятия. Понятие – форма абстрактного мышления, отражающая существенные признаки предметов и явлений. Понятия выполняют ведущую роль в процессе развития мышления учащихся Понятия различаются объемом. Они бывают простыми и сложными, состоящими из совокупности простых понятий. Понятия усваиваются в системе, постепенно, в связи друг с другом. Любое понятие имеет определение, которое состоит из главных и второстепенных признаков [3].

Основными содержательными линиями на уроках изобразительного искусства являются «живопись», «рисунок» и «декоративно-прикладное искусство». В результате изучения, анализа школьных учебников и методических пособий по изобразительному искусству разных авторов, мы выяснили, что большая часть времени отводится на изучение темы «Рисунок».

Следует отметить, что «рисунок» следует рассматривать как искусство, как тему и непосредственно понятие.

Ранее (в 2012 г.) студенткой факультета технологии и дизайна Вятского государственного гуманитарного университета (сейчас – факультет технологий инжиниринга и дизайна Вятского государственного университета) Ю.  Ронжиной под руководством научного руководителя, доцента Л. К. Патрушевой в рамках курсовой работы по теории и методике преподавания изобразительного искусства был выполнен анализ 17 определений понятия «рисунок» разных авторов. В исследовании сделан вывод о том, что понятие «рисунок» является сложным, так как состоит из нескольких простых; каждый автор «по-своему» формулирует данное определение; иногда понятие «рисунок» формулируется авторами недостаточно полно.

В 2015–2016 году исследование нами было продолжено. На первом этапе перед нами стояла задача выполнить поиск и анализ определений других авторов. В результате нами рассмотрено 25 определений понятия «рисунок», которые имеются в учебных пособиях высших учебных заведений, школьных программах по изобразительному искусству, художественных энциклопедиях и словарях.

Ниже приведем анализ пяти определений понятия «рисунок».

Н. М. Сокольникова пишет, что «Рисунок – структурная основа любого изображения: графического, живописного, скульптурного, декоративного; средство познания и изучения действительности» [5]. В этом определении главным признаком является «основа любого изображения», второстепенным – «средство познания и изучения действительности».

Т. Ф. Ефремова и Д. Н. Ушаков, авторы толковых словарей, формулируют понятие одинаково: «Рисунок – нарисованное изображение, воспроизведение предмета, сделанное карандашом, пером, акварелью или углем» [1], [7]. Оба автора в понятии используют признак «нарисованное изображение» и указывают какими средствами можно сделать рисунок.

Автор «Популярной художественной энциклопедии» А. М. Прохоров раскрывает понятие следующим образом: «Рисунок – какое-либо изображение, выполненное от руки с помощью графических средств – контурной линии, штриха, пятна» [4]. В данном определении автор дает информацию только о графических средствах, необходимых для выполнения рисунка.

В толковом словаре русского языка С. И. Ожегова содержится следующее определение: «Рисунок – нарисованное изображение, воспроизведение чего-нибудь; совокупность графических элементов в картине; сочетание линий, красок и теней, узор; искусство рисования» [2]. Мы считаем, что автор использует в определении и главный признак («нарисованное изображение, воспроизведение чего-нибудь»), и второстепенные признаки: дающие информацию о выразительных средствах («сочетание линий», «совокупность графических элементов»), дающие информацию о материалах («красок»), а также иные – «тень», «узор», «искусство рисования».

Автор учебного пособия для вузов «Рисунок» С. В. Тихонов формулирует понятие следующим образом: «Рисунок – основа всех изобразительных искусств, одновременно и самостоятельная ветвь в виде окончательных произведений карандашом, пером, кистью и т. д.» [6]. Автор в понятии делает акцент на главные признаки («основа всех изобразительных искусств»), второстепенные признаки: дающие информацию о материалах и инструментах («карандашом, пером, кистью»), иные – «самостоятельная ветвь в виде окончательных произведений».

Для наглядности наличие в определениях разных авторов главных и второстепенных признаков представим в Таблице.

Таблица

Анализ понятий «Рисунок» разных авторов

В результате анализа определений разных авторов (Н. М. Сокольникова, Т. Ф. Ефремова, Д. Н. Ушаков, А. М. Прохоров, С. И. Ожегов, С. В. Тихонов), следует заключить, что все они содержат главные и второстепенные признаки, но в разных сочетаниях. Мы считаем, что определение, особенно для школы, должно быть четким и понятным, полным и легко запоминаться.

На основе данных понятий сформируем следующее определение:

Рисунок – это основа изображения или готовое изображение на плоскости, выполненное карандашом, пером с использованием графических средств (линия, тональное пятно, штрих) и их сочетаниями.

На следующем этапе исследования мы провели опрос будущих учителей изобразительного искусства, с целью определения уровня остаточных знаний по теме «Рисунок». Студентам давалось задание: написать, что такое рисунок»; перечислить все понятия, которые включает в себя тема «Рисунок», а также понятия, которые ассоциируются с этой темой».

В опросе 2016 года приняли участие 46 студентов I, II, III, IV курсов. Результаты мы сравнили с опросом 2012 года, в котором приняли участие 38 человек (см. диаграмму).

Диаграмма

Уровень остаточных знаний у будущих учителей изобразительного искусства по теме «Рисунок» 
за 2012 и 2016 гг. 

В результате анализа результатов опроса следует констатировать, что

– имеется положительная динамика уровня остаточных знаний студентов по теме «Рисунок»;

– остаточные знания студентов по теме «Рисунок» неполные и имеют направленность в сторону практики. В большинстве случаев респонденты указывают материалы (пастель, уголь, тушь, акварель и др.) и инструменты (карандаш, кисть, перо и др. ) для выполнения рисунка и не пишут определение.

Из общего количества опрошенных в 2016 году только 8 студентов написали определение понятия, состоящее из главных и второстепенных признаков.

Это позволяет сделать вывод о том, что будущим учителям изобразительного искусства не хватает структурированных знаний по теме «Рисунок».

Для решения выявленной проблемы следующий этап исследования мы посвятили поиску и систематизации понятий, которые относятся к теме «Рисунок».

В результате изучения специальной литературы по рисунку следует отметить, что тема «Рисунок» состоит из пяти крупных разделов: виды, жанры, художественно-выразительные средства, художественные материалы, перспектива. Каждый из разделов представлен группой понятий.

На основе имеющихся понятий, составим структурно-логическую схему основных понятий темы «Рисунок» (см. схему). Схема позволяет наглядно представить систему понятий и рекомендуется нами для внедрения в процесс обучения школьников на уроках изобразительного искусства, системе дополнительного художественного образования и будущих учителей изобразительного искусства.  

Схема 

Структурно-логическая схема основных понятий по теме «Рисунок»  

Эффективность применения структурно-логической схемы основных понятий темы «Рисунок» доказана результатами апробации на уроках изобразительного искусства в общеобразовательной школе. Эта схема применялась на уроках в 5, 6, 7-м классах с целью ознакомления и формирования представлений о системе понятий. Мы пронаблюдали, что учащиеся при описании своих работ и произведений художников легко и правильно применяли понятия, относящиеся к группам «виды», «жанры», «художественно-выразительные средства», «художественные материалы» рисунка.

На следующем этапе проведения исследования мы планируем апробировать методику применения структурно-логической схемы по теме «Рисунок» при обучении будущих учителей изобразительного искусства в вузе.

Полученные нами результаты исследования еще раз доказывают, что любые знания, в том числе и по рисунку формируются и развиваются в системе. Система понятий темы, представленная в виде наглядной схемы, способствует лучшему пониманию и усвоению содержания. Структурно-логическая схема основных понятий по теме «Рисунок» может применяться на различных этапах обучения, так как понятия усваиваются не сразу, а постепенно, по мере изучения предмета.

«Основы логики» — 9 класс

Над возможностью применения логики в технике ученые и инженеры задумывались уже давно. Например, голландский физик Пауаль Эренфест (1880-1933), кстати несколько лет работавший в России, писал еще в 1910 году: «…Пусть имеется проект схемы проводов автоматической телефонной станции. Надо определить: 1) будет ли она правильно функционировать при любой комбинации, могущей встретиться в ходе деятельности станции; 2) не содержит ли она излишних усложнений. Каждая такая комбинация является посылкой, каждый маленький коммутатор есть логическое «или-или», воплощенное в эбоните и латуни; все вместе- система чисто качественных… «посылок», ничего не оставляющая желать в отношении сложности и запутанности. ..правда ли, что, несмотря на существование алгебры логики, своего рода «алгебра распределительных схем» должна считаться утопией?». Созданная позднее М.А.Гавриловым (1903-1979) теория релейно- контактных схем показала, что это вовсе не утопия.

Вспомним, что компьютер работает на электричестве, то есть любая информация представлена в компьютере в виде электрических импульсов. С точки зрения логики электрический ток либо течет, либо не течет; электрический импульс есть или его нет; электрическое напряжение есть или его нет… В связи с этим поговорим о различных вариантах управления включением и выключением обыкновенной лампочки. Для этого рассмотрим электрические контактные схемы, реализующие логические операции.

На рисунках контакты обозначены латинскими буквами А и В. Введем обозначения:1- контакт замкнут, 0- контакт разомкнут. Цепь на схеме 1 с последовательным соединением контактов соответствует логической операции «ИЛИ». Цепь на схеме 3 (электромагнитное реле) соответствует логической операции «НЕ».

Схема №1

1) Оба контакта в положении «включено». Тогда ток через лампочку идет и она горит.

2) Первый контакт в положении «вкл», второй- в положении «выкл». Ток не идет, лампочка не горит.

3) Обратная ситуация. Лампочка не горит.

4) Оба контакта в положении «выкл». Тока нет. Лампочка не горит.

Вывод: первая схема действительно реализует логическую операцию «И».

Схема № 2

1) Оба контакта в положении «включено». Ток через лампочку идет и она горит.

2) Первый контакт в положении «вкл», второй- в положении «выкл». Ток идет, лампочка горит.

3)Обратная ситуация. Лампочка горит.

4) Оба контакта в положении «выкл». Тока нет. Лампочка не горит.

Вывод: вторая схема действительно реализует логическую операцию «ИЛИ».

Схема №3

В этом устройстве в качестве переключателя используются автоматический ключ. Когда тока нет, пластинка замыкает контакты и лампочка горит. Если на ключ подать напряжение, то вследствие явления электромагнитной индукции пластинка прижимается и цепь размыкается. Лампочка не горит.

Вывод: схема №3 действительно реализует логическую операцию «НЕ».

Почему необходимо уметь строить логические схемы?

Дело в том, что из вентилей составляют более сложные схемы, которые позволяют выполнить арифметические операции и хранить информацию. Причем схему, выполняющую определенные функции, можно построить из различных по сочетанию и количеству вентилей. Поэтому значение формального представления логической схемы чрезвычайно велико. Оно необходимо для того, чтобы разработчик имел возможность выбрать наиболее подходящий ему вариант построения схемы из вентилей. Процесс разработки общей логической схемы устройства таким образом становится иерархиеческим, причем на каждом следующем уровне в качестве «кирпичиков» используются логические схемы, созданные на предыдущем этапе.

Алгебра логики дала в руки конструктора мощное средство разработки, анализа и совершенствования логических схем. В самом деле, гораздо проще и быстрее и дешевле изучать свойства и доказывать правильность работы схемы с помощью выражающей ее формулы, чем создавать реальное техническое устройство. Именно в этом состоит смысл любого математического моделирования.

Логические схемы необходимо строить из минимально возможного количества элементов, что с свою очередь, обеспечивает большую скорость и увеличивает надежность устройства.

Построение логических схем

Правило построения логических схем:

1) Определить число логических переменных.

2) Определить количество базовых логических операций и их порядок.

3) Изобразить для каждой логической операции соответствующий ей вентиль (базовый логический элемент).

4) Соединить вентили в порядке выполнения логических операций.

Пример №1

Пусть Х=истина, Y=ложь. Составить логическую схему для следующего логического выражения: F=XvY&X.

1) Две переменные- Х и Y.

2) Две логические операции: 21

XvY&X

3) Строим логические операции:

4) Ответ: 1v0&1=1.

Пример №2

Постройте логическую схему, соответствующую логическому выражению F=X&Y v!(YvX). Выяснить значения выражения для Х=1,Y=0.

1) Переменные две.

2)Логических операций три: конъюнкция и две дизъюнкции: 1 4 3 2

X&Yv!(YvX).

3) Схему строим слева направо в соответствии с порядком логических операций:

4) Вычислим значение выражения: F=1&0 v!(0v1)=0.

XML для начинающих — Служба поддержки Office

Вероятно, вы слышали о языке XML и вам известно множество причин, по которым его необходимо использовать в вашей организации. Но что именно представляет собой XML? В этой статье объясняется, что такое XML и как он работает.

В этой статье

Пометки, разметка и теги

Для понимания языка XML он помогает понять смысл пометки данных. Люди создали документы для протяжении столетий, и пока они не пометили их в течение всего времени. Например, преподаватели замечают все время на учебные материалы для учащихся. Они указывают слушателям на то, что вы можете перемещать параграфы, прояснить предложения, исправлять опечатки и т. д. Пометка документа определяет структуру, значение и визуальное представление данных в документе. Если вы когда-нибудь использовали функцию «исправления» в Microsoft Office Word, вы использовали заметку, которая была установлена на компьютере.

В мире информационных технологий термин «пометка» превратился в термин «разметка». При разметке используются коды, называемые тегами (или иногда токенами), для определения структуры, визуального оформления и — в случае XML — смысла данных.

Текст этой статьи в формате HTML является хорошим примером применения компьютерной разметки. Если в Microsoft Internet Explorer щелкнуть эту страницу правой кнопкой мыши и выбрать команду Просмотр HTML-кода, вы увидите читаемый текст и теги HTML, например <p> и <h3>. В HTML- и XML-документах теги легко распознать, поскольку они заключены в угловые скобки. В исходном тексте этой статьи теги HTML выполняют множество функций, например определяют начало и конец каждого абзаца (<p> … </p>) и местоположение рисунков.

Отличительные черты XML

Документы в форматах HTML и XML содержат данные, заключенные в теги, но на этом сходство между двумя языками заканчивается. В формате HTML теги определяют оформление данных — расположение заголовков, начало абзаца и т. д. В формате XML теги определяют структуру и смысл данных — то, чем они являются.

При описании структуры и смысла данных становится возможным их повторное использование несколькими способами. Например, если у вас есть блок данных о продажах, каждый элемент в котором четко определен, то можно загрузить в отчет о продажах только необходимые элементы, а другие данные передать в бухгалтерскую базу данных. Иначе говоря, можно использовать одну систему для генерации данных и пометки их тегами в формате XML, а затем обрабатывать эти данные в любых других системах вне зависимости от клиентской платформы или операционной системы. Благодаря такой совместимости XML является основой одной из самых популярных технологий обмена данными.

Учитывайте при работе следующее:

• HTML нельзя использовать вместо XML. Однако XML-данные можно заключать в HTML-теги и отображать на веб-страницах.

• Возможности HTML ограничены предопределенным набором тегов, общим для всех пользователей.

• Правила XML разрешают создавать любые теги, требуемые для описания данных и их структуры. Допустим, что вам необходимо хранить и совместно использовать сведения о домашних животных. Для этого можно создать следующий XML-код:

  
  

  <?xml version="1.0"?>
  <CAT>
    <NAME>Izzy</NAME>
    <BREED>Siamese</BREED>
    <AGE>6</AGE>
    <ALTERED>yes</ALTERED>
    <DECLAWED>no</DECLAWED>
    <LICENSE>Izz138bod</LICENSE>
    <OWNER>Colin Wilcox</OWNER>
  </CAT>
  

  


Как видно, по тегам XML понятно, какие данные вы просматриваете. Например, ясно, что это данные о коте, и можно легко определить его имя, возраст и т. д. Благодаря возможности создавать теги, определяющие почти любую структуру данных, язык XML является расширяемым.

Но не путайте теги в данном примере с тегами в HTML-файле. Например, если приведенный выше текст в формате XML вставить в HTML-файл и открыть его в браузере, то результаты будут выглядеть следующим образом:

Izzy Siamese 6 yes no Izz138bod Colin Wilcox

Веб-браузер проигнорирует теги XML и отобразит только данные.

Правильно сформированные данные

Вероятно, вы слышали, как кто-то из ИТ-специалистов говорил о «правильно сформированном» XML-файле. Правильно сформированный XML-файл должен соответствовать очень строгим правилам. Если он не соответствует этим правилам, XML не работает. Например, в предыдущем примере каждый открывающий тег имеет соответствующий закрывающий тег, поэтому в данном примере соблюдено одно из правил правильно сформированного XML-файла. Если же удалить из файла какой-либо тег и попытаться открыть его в одной из программ Office, то появится сообщение об ошибке и использовать такой файл будет невозможно.

Правила создания правильно сформированного XML-файла знать необязательно (хотя понять их нетрудно), но следует помнить, что использовать в других приложениях и системах можно лишь правильно сформированные XML-данные. Если XML-файл не открывается, то он, вероятно, неправильно сформирован.

XML не зависит от платформы, и это значит, что любая программа, созданная для использования XML, может читать и обрабатывать XML-данные независимо от оборудования или операционной системы. Например, при применении правильных тегов XML можно использовать программу на настольном компьютере для открытия и обработки данных, полученных с мейнфрейма. И, независимо от того, кто создал XML-данные, с ними данными можно работать в различных приложениях Office. Благодаря своей совместимости XML стал одной из самых популярных технологий обмена данными между базами данных и пользовательскими компьютерами.

В дополнение к правильно сформированным данным с тегами XML-системы обычно используют два дополнительных компонента: схемы и преобразования. В следующих разделах описывается, как они работают.

Схемы

Не пугайтесь термина «схема». Схема — это просто XML-файл, содержащий правила для содержимого XML-файла данных. Файлы схем обычно имеют расширение XSD, тогда как для файлов данных XML используется расширение XML.

Схемы позволяют программам проверять данные. Они формируют структуру данных и обеспечивают их понятность создателю и другим людям. Например, если пользователь вводит недопустимые данные, например текст в поле даты, программа может предложить ему исправить их. Если данные в XML-файле соответствуют правилам в схеме, для их чтения, интерпретации и обработки можно использовать любую программу, поддерживающую XML. Например, как показано на приведенном ниже рисунке, Excel может проверять данные <CAT> на соответствие схеме CAT.

Схемы могут быть сложными, и в данной статье невозможно объяснить, как их создавать. (Кроме того, скорее всего, в вашей организации есть ИТ-специалисты, которые знают, как это делать.) Однако полезно знать, как выглядят схемы. Следующая схема определяет правила для набора тегов <CAT> … </CAT>:

<xsd:element name="CAT">  
  <xsd:complexType>  
    <xsd:sequence>
      <xsd:element name="NAME" type="xsd:string"/>
      <xsd:element name="BREED" type="xsd:string"/>
      <xsd:element name="AGE" type="xsd:positiveInteger"/>
      <xsd:element name="ALTERED" type="xsd:boolean"/>
      <xsd:element name="DECLAWED" type="xsd:boolean"/>
      <xsd:element name="LICENSE" type="xsd:string"/>
      <xsd:element name="OWNER" type="xsd:string"/>        
    </xsd:sequence>
  </xsd:complexType>
</xsd:element>

Не беспокойтесь, если в примере не все понятно. Просто обратите внимание на следующее:

• Строковые элементы в приведенном примере схемы называются объявлениями. Если бы требовались дополнительные сведения о животном, например его цвет или особые признаки, то специалисты отдела ИТ добавили бы к схеме соответствующие объявления. Систему XML можно изменять по мере развития потребностей бизнеса.

• Объявления являются мощным средством управления структурой данных. Например, объявление <xsd:sequence> означает, что теги, такие как <NAME> и <BREED>, должны следовать в указанном выше порядке. С помощью объявлений можно также проверять типы данных, вводимых пользователем. Например, приведенная выше схема требует ввода положительного целого числа для возраста кота и логических значений (TRUE или FALSE) для тегов ALTERED и DECLAWED.

• Если данные в XML-файле соответствуют правилам схемы, то такие данные называют допустимыми. Процесс контроля соответствия XML-файла данных правилам схемы называют (достаточно логично) проверкой. Большим преимуществом использования схем является возможность предотвратить с их помощью повреждение данных. Схемы также облегчают поиск поврежденных данных, поскольку при возникновении такой проблемы обработка XML-файла останавливается.

Преобразования

Как говорилось выше, XML также позволяет эффективно использовать и повторно использовать данные. Механизм повторного использования данных называется преобразованием XSLT (или просто преобразованием).

Вы (или ваш ИТ-отдел) можете также использовать преобразования для обмена данными между серверными системами, например между базами данных. Предположим, что в базе данных А данные о продажах хранятся в таблице, удобной для отдела продаж. В базе данных Б хранятся данные о доходах и расходах в таблице, специально разработанной для бухгалтерии. База данных Б может использовать преобразование, чтобы принять данные от базы данных A и поместить их в соответствующие таблицы.

Сочетание файла данных, схемы и преобразования образует базовую систему XML. На следующем рисунке показана работа подобных систем. Файл данных проверяется на соответствие правилам схемы, а затем передается любым пригодным способом для преобразования. В этом случае преобразование размещает данные в таблице на веб-странице.

В следующем примере кода показан один из способов написания преобразования. Данные> <CAT загружаются в таблицу на веб-странице. Опять же, на момент создания образца не показывается, как создать преобразование, но показать одну из них, которая может быть преобразована.

<?xml version="1.0"?>
<xsl:stylesheet version="1.0"> 
<TABLE>
  <TR>
    <TH>Name</TH>
    <TH>Breed</TH>
    <TH>Age</TH>
    <TH>Altered</TH>
    <TH>Declawed</TH>    
    <TH>License</TH>
    <TH>Owner</TH>
  </TR>
  <xsl:for-each select="CAT">
  <TR ALIGN="LEFT" VALIGN="TOP">
    <TD>
      <xsl:value-of select="NAME"/>
    </TD>
    <TD>
      <xsl:value-of select="BREED"/>
    </TD>
    <TD>
      <xsl:value-of select="AGE"/>
    </TD>
    <TD>
      <xsl:value-of select="ALTERED"/>
    </TD>
    <TD>
      <xsl:value-of select="DECLAWED"/>
    </TD>
    <TD>
      <xsl:value-of select="LICENSE"/>
    </TD>
    <TD>
      <xsl:value-of select="OWNER"/>
    </TD>
  </TR>
</xsl:for-each>
</TABLE>

В этом примере показано, как может выглядеть текст одного из типов преобразования, но помните, что вы можете ограничиться четким описанием того, что вам нужно от данных, и это описание может быть сделано на вашем родном языке. Например, вы можете пойти в отдел ИТ и сказать, что необходимо напечатать данные о продажах для конкретных регионов за последние два года, и что эти сведения должны выглядеть так-то и так-то. После этого специалисты отдела могут написать (или изменить) преобразование, чтобы выполнить вашу просьбу.

Корпорация Майкрософт и растущее число других компаний создают преобразования для различных задач, что делает использование XML еще более удобным. В будущем, скорее всего, можно будет скачать преобразование, отвечающее вашим потребностям без дополнительной настройки или с небольшими изменениями. Это означает, что со временем использование XML будет требовать все меньше и меньше затрат.

XML в системе Microsoft Office

Профессиональные выпуски Office обеспечивают всестороннюю поддержку XML. Начиная с Microsoft Office 2007, в Microsoft Office используются форматы файлов на основе XML, например DOCX, XLSX и PPTX. Поскольку XML-данные хранятся в текстовом формате вместо запатентованного двоичного формата, ваши клиенты могут определять собственные схемы и использовать ваши данные разными способами без лицензионных отчислений. Для получения дополнительных сведений о новых форматах ознакомьтесь с разрешениями в разделе форматы файлов Open XML и расширение имени файла. К другим преимуществам относятся:

• Меньший размер файлов. Новый формат использует ZIP и другие технологии сжатия, поэтому размер файла на 75 процентов меньше, чем в двоичных форматах, применяемых в более ранних версиях Office.

• Более простое восстановление данных и большая безопасность. Формат XML может быть легко прочитан пользователем, поэтому если файл поврежден, его можно открыть в Блокноте или другой программе для просмотра текста и восстановить хотя бы часть данных. Кроме того, новые файлы более безопасны, потому что они не могут содержать код Visual Basic для приложений (VBA). Если новый формат используется для создания шаблонов, то элементы ActiveX и макросы VBA находятся в отдельном, более безопасном разделе файла. Кроме того, можно удалять личные данные из документов с помощью таких средств, как инспектор документов. Дополнительные сведения об использовании инспектора документов можно найти в статье Удаление скрытых и персональных данных путем проверки документов.

Итак, но что делать, если у вас есть XML-данные без схемы? Программы Office, поддерживающие XML, обладают собственными подходами для облегчения работы с данными. Например, если вы открыли XML-файл, который еще не содержит, Excel выводит схему. После этого приложение Excel выдаст вам возможность загрузить эти данные в XML-таблицу. С помощью списков XML и таблиц можно сортировать, фильтровать данные и добавлять в них вычисления.

Включение средств XML в Office

По умолчанию вкладка «Разработчик» не отображается. Ее необходимо добавить на ленту для использования команд XML в Office.

Примечание: 
Эта страница переведена автоматически, поэтому ее текст может содержать неточности и грамматические ошибки. Для нас важно, чтобы эта статья была вам полезна. Была ли информация полезной? Для удобства также приводим ссылку на оригинал (на английском языке).

Простые логические вентили и схемы: 5 шагов

В качестве финального завершения этой инструкции мы попытаемся объединить все из предыдущих шагов в один гигантский пример. Если вы усвоили все, что было описано до сих пор, это должно быть относительно легко, и если есть еще одна или две концепции, которые вам не совсем понятны, то этот пример должен прояснить.

Вам было поручено разработать схему, которая управляет механизмом включения устройства для укупорки зубной пасты. Схема должна определять, включается ли машина, на основании следующих правил:

1. Машина не включается, если не отключен предохранитель.
2. Аппарат не включается, если в него не загружены колпачки с зубной пастой.
3. Аппарат не включается, если произошла ошибка или неисправность.
4. Существует ручное дублирование, которое включает машину независимо от заглушек и предупреждений.

У нас есть четыре входа: S — 1, когда защита включена, и 0, когда выключена. Ввод C становится 1 после того, как все заглавные буквы загружены. В случае какой-либо ошибки или неисправности вход E становится 1.Вход O управляется переключателем ручного управления, и равен 1, если он включен. Выход P включается (1) только при выполнении заданных условий. Первое, что нам нужно сделать, это составить таблицу истинности, поэтому давайте посмотрим, как это сделать.

Таблица истинности

Эта часть, вероятно, будет легче на карандаше и бумаге, так что возьмите себе немного. Теперь нарисуйте таблицу, которую вы видели на всех диаграммах истинности до сих пор, и пометьте входы S, C, O и W, а выход P.4 = 16 комбинаций. Как только это будет сделано, мы должны вычислить результат каждого набора. Если мы задумаемся об этом на мгновение, мы можем резко сократить объем необходимой работы. Обратите внимание на правила, что если предохранитель все еще включен, машина никогда не включится. Это означает, что где угодно S = 1, P = 0. Вот так и сделана половина выходов. Давайте теперь посмотрим на ручное дублирование. Для оставшихся восьми комбинаций, пока включена переопределение, выход будет 1 независимо от двух других входов.Это должно быть еще четыре, снова вдвое! Теперь давайте рассмотрим оставшиеся четыре систематически. Обратите внимание, что порядок может отличаться в вашей таблице истинности в зависимости от порядка ваших входных данных. В моей таблице следующий пробел — это где S C O E равно 0 1 0 1. Поскольку E = 1, результат будет 0 (правило 3). Затем, когда S C O E равно 0 1 0 0, мы обнаруживаем, что P = 1, потому что защита отключена, ограничения загружены и ошибок не произошло, что соответствует всем правилам.Переходим к тому, когда S C O E равно 0 0 0 1. Из входных данных мы видим, что колпачки еще не загружены (правило 2) и была обнаружена некоторая ошибка или неисправность (правило 3). Поскольку ручное дублирование не было задействовано, машина не должна запускаться и P = 0. Наконец, последний пробел — это то, где все входы равны 0. Очевидно, что заглушки не были загружены снова, поэтому P = 0.

Теперь ваша таблица истинности должна быть полной, и вы можете сравнить ее с приведенной выше. Опять же, ваш порядок может отличаться, но одни и те же входные данные должны давать одинаковый результат. Следующий шаг — придумать функцию, удовлетворяющую нашей таблице истинности.

Схемотехника

Здесь у нас есть выбор между использованием POS или SOP. Глядя на выходной столбец, мы видим много, много нулей, но только несколько единиц. Кажется, проще использовать подход SOP, потому что тогда у нас будет меньше терминов, с которыми придется иметь дело в нашей функции.

У нас есть пять строк с выходом 1. Это: (в порядке S C O W) 0111, 0110,0100,0011 и 0010.Относительно просто найти, что наша сумма продуктов составляет P = S̅COW + S̅COW̅ + S̅CO̅W̅ + S̅ C̅OW + S̅C̅OW̅

Это была бы довольно сложная схема чтобы попробовать и построить, так что давайте посмотрим, как мы можем упростить вещи. Очевидно, мы можем вытащить S̅ , и если мы вытащим CO и C̅O , где это возможно, мы получим P = S̅ [ CO ( W + W̅ ) + C̅O ( W + W̅ ) + CO̅W̅ ]
Помня, что вход, добавленный к его инверсии, всегда равен 1 (проверьте идентификаторы на предыдущей странице), мы можем вычеркнуть ( W + W̅ ) и остаются с P = S̅ ( CO + C̅O + CO̅W̅ ).Наконец, если мы возьмем O и вычеркнем полученный член C + C̅ , наш результат будет: P = S̅O + S̅ CO̅W̅ . Это может быть все, что мы можем сделать с математической точки зрения, но мы можем сделать еще одно упрощение. Оба члена содержат O , один перевернутый, а другой нет. Часто это признак того, что мы можем попытаться сделать дальнейшее упрощение. Посмотрим, сможем ли мы. Очевидно, что O равно 1 или 0.Если это 1 и S̅ также 1, то левый член будет 1, что составит P 1. Если O равно 0 и S̅CW̅ = 1, то снова P = 1. Но обратите внимание, если S̅ , C и W̅ все равны 1, тогда P = 1 независимо от O . В этом случае, если O = 1, то первый член будет равен 1 ( S̅ O = 1), а если он равен 0, то второй член будет равен 1 ( S̅CO̅W̅ = 1).Следовательно, мы обнаруживаем, что если S̅ , C и W̅ равны 1, то O не имеет значения и может быть исключен из этого члена. Практически это означает, что если предохранитель отключен, крышки загружены и предупреждения отсутствуют, машина может включиться независимо от того, включено ли ручное управление или нет (проверьте таблицу истинности, и вы обнаружите, что это истинный). Теперь наш окончательный результат: P = S̅O + S̅CW̅ , гораздо более практично, не так ли.Одна из возможных реализаций этой функции показана выше. Обратите внимание, как мало компонентов используется по сравнению с исходной СОП, с которой мы начали.

Вот и все! За несколько минут мы взяли проблему, нашли решение, оптимизировали его и реализовали результаты. Это руководство едва ли касается поверхности чудес цифровой электроники, но, надеюсь, вы получили базовое понимание и понимание этого. На этом мы завершаем Instructable, я надеюсь, что это вдохновило вас на разработку и создание чего-то собственного.

Логика и схемы

Карл Берч, колледж Хендрикс, сентябрь 2011 г.

Логика и схемы
от Карла Берча под лицензией Creative
Commons Attribution-Share Alike 3.0 США
Лицензия.
На основе работы на
www.toves.org/books/logic/ .

Содержание

Чтобы понять, как работают компьютеры, мы захотим понять
основы цифровых схем. Как оказалось, цифровые
схемы построены на основе базовой логики.

1. Логические схемы

На самом базовом уровне, конечно, компьютер — это
электрическую схему построить с использованием проводов .
Мы будем думать о каждом проводе в цепи как о несущем одну информацию.
элемент, называемый бит .
Слово бит происходит от B ​​ inary dig IT ,
используя термин двоичный , потому что бит может иметь любое из
два возможных значения: 0 и 1.
С точки зрения электричества вы можете думать о нулевом вольт
представляющий 0 и пять вольт, представляющий 1; но для нашего
цели, конкретные напряжения не важны — и
действительно, существуют различные системы для интерпретации уровней напряжения
как 0 или 1. (Люди экспериментировали с более чем двумя разными уровнями напряжения,
но это приводит к более сложным схемам и
оказываются менее эффективными, чем двоичная система.)

Вот пример схемы простой логической схемы.

Рисунок 1:
Простая логическая схема.

Эта диаграмма состоит из некоторых необычных форм, связанных с
несколько строк. Линии представляют собой провода; формы представляют
так называемые логические элементы , которые мы изучим
скоро.

Мы будем думать о каждом проводе как о несущем немного, пока он не коснется
ворота.
Вы можете видеть, что некоторые провода пересекаются в маленьком сплошном круге:
Этот кружок указывает на то, что провода подключены, и поэтому поступающие значения
В круг продолжите вниз все провода, соединенные с кругом.
Если два провода пересекаются без круга, это означает, что один провод
проходит через другой, как эстакада между штатами, и значение
на одном проводе не влияет на другой.

(В наших схемах мы будем рисовать системы проводов, используя разные
цвета, поэтому вы можете сказать, что два провода не соприкасаются
когда вы видите их в разных цветах.Однако традиционно схемы
нарисованы только черным и белым, и эти точки имеют решающее значение для
понимание, когда провода пересекаются, а когда они перекрываются.)

Предположим, что мы взяли нашу примерную схему из
Рисунок 1 и отправьте бит 0 на верхний
вход ( x ) и 1 бит на нижнем входе ( y ).
Затем эти входы будут перемещаться по проводам, пока не попадут в
логический вентиль.

Так что же происходит, когда вход достигает логического элемента? Это зависит от
какой это тип логического элемента.Есть три основных типа
логические ворота, изображенные в трех различных формах.

	НЕ ворота:	Берет один бит слева и производит противоположный бит справа (рис. 2 (а)). Для верхнего логического элемента НЕ в нашем примере его вход от x равен 0, поэтому на выходе вентиль выдает 1.
	И ворота:	Принимает два входа слева и выход 1 справа только если оба входа и второй вход 1 (Рисунок 2 (б)).Для верхнего логического элемента И в нашем примере его верхний вход равен 1. от до , а его нижний вход равен 1 от верхнего НЕ ворота; оба входа равны 1, поэтому логический элемент И производит 1 как его выход.
	ИЛИ ворота:	Принимает два входа слева и выход 1 на его право, если либо первый вход , либо второй вход равен 1 (или если оба равны 1). (Рисунок 2 (c))

Вот удобная мнемоника для различения форм для OR и AND:
Символ ворот И выглядит
как заглавная буква D , которую можно найти в слове
И .

Рисунок 2:
Логическое поведение ворот.

(a) НЕ ворота		(б) И ворота		(c) OR ворота

После фильтрации значений через ворота на основе поведения
На рис.2 значения в схеме
будет следующим.

На основе этой диаграммы мы видим, что когда x равно 0, а y равно 1,
выход o равен 1.

Выполняя такое же распространение для других комбинаций входных данных
значений, мы можем составить следующую таблицу, показывающую, как это
Схема ведет себя для разных комбинаций входов.

Чтобы интерпретировать эту таблицу, рассмотрим вторую строку:
он имеет 0 в столбце x , 1 в столбце y
столбец, и 1 в столбце o . Это означает, что если
вход x равен 0, а вход y равен 1,
тогда выход схемы o будет 1.

Такая таблица называется таблицей истинности .
Таблица истинности содержит строку для всех возможных
комбинация входных значений
и
каждая строка сообщает, какое значение будет на выходе схемы
для этой комбинации входов.
В этом примере таблицы у нас есть четыре строки, представляющие каждую
Возможная комбинация x и y .В нашей таблице истинности было бы восемь строк, если бы в схеме было три
входы; и было бы шестнадцать, если бы схема имела четыре входа.

2. Построение логических схем

В предыдущем разделе мы видели, как работают логические схемы. Это полезно
когда вы хотите понять, как ведет себя схема.
Но компьютерные дизайнеры часто сталкиваются с противоположной проблемой:
желаемое поведение, как мы можем построить такую ​​схему?
Или задать тот же самый основной вопрос: как мы можем преобразовать истину
таблицу в логическую схему?

В этом разделе мы рассмотрим систематическую технику проектирования
схемы. Однако сначала мы сделаем необходимый обходной путь, изучив
Логические выражения.

2.1. Логические выражения

В середине девятнадцатого века Джордж Буль
разработал систему логики, которая составляет основу
современный компьютер. Он заметил, что логические функции могут быть построены
из операторов И, ИЛИ и НЕ
операций и что это наблюдение приводит к рассуждению о
логика в математической системе.

Поскольку Буль работал в девятнадцатом веке, конечно, он не
думая о логических схемах.Он изучал сферу
логика
создан для размышлений о справедливости философских аргументов.
Философы задумывались над этим предметом со времен
Аристотель.
Логики формализовали некоторые типичные ошибки,
например, соблазн заключить, что если A подразумевает B ,
и если B держится, то A также должен держаться.
(«Гениальные люди носят очки, а я ношу очки,
так что я, должно быть, гениален »)

Как математик Буль искал способ кодировать предложения.
как это в алгебраические выражения, и он изобрел то, что мы сейчас называем
Логические выражения .Пример логического выражения:
« y x + y x .»
Линия над переменной (или более крупное выражение) представляет НЕ; за
Например, выражение y соответствует кормлению
y через ворота НЕ.
Умножение (как в случае x y ) представляет собой AND.
В конце концов, рассуждал Буль, таблица истинности AND
(Рисунок 2 (б)) идентичен
таблица умножения над 0 и 1.Сложение (как в случае x + y ) представляет собой OR.
Таблица истинности OR (рис. 2 (c)) не совпадает с таблицей сложения более 0 и 1 в точности.
— 1 OR 1 равно 1, но 1 плюс 1 равно 2 — но, Boole
решил, это достаточно близко.

В логических выражениях мы наблюдаем регулярный порядок операций:
Умножение (И) предшествует сложению (ИЛИ).
Таким образом, когда мы пишем y x + y x , мы имеем в виду
( y x + y x ). Мы можем использовать круглые скобки, когда этот порядок операций не тот, который мы
хотеть.
Для НЕ,
полоса над выражением указывает степень
выражение, к которому оно применяется; таким образом,
x + y представляет НЕ x ИЛИ y ), а
x + y представляет (НЕ x ) ИЛИ (НЕ y ).

Предупреждение:
Студенты, плохо знакомые с логическими выражениями, часто пытаются сокращать
x y as x y — то есть
они рисуют одну линию
над всем выражением, а не двумя отдельными строками над двумя
отдельные части.Аббревиатура неправильная .
Первый, x y , переводится как
(НЕ x ) И (НЕ y ) (то есть
и x , и y равны 0), а
x y преобразуется в НЕ ( x И y ) (то есть
x и y не являются одновременно 1).
Мы могли бы составить таблицу истинности, сравнивая результаты для этих двух
выражения.

2

2

2 9029

x	y	x	y	x y	x y	x y
0	0	1	1	1	0	1
0	1	1	0	0	1	0	0	1	0	0	1
1	1	0	0	0	1	1 902 Так как пятый столбец ( x y ) и седьмой столбец ( x y ) не идентичны, два выражения не идентичны эквивалент. Каждое выражение напрямую соответствует схеме и наоборот. Чтобы определить выражение, соответствующее логической схеме, мы пропускаем выражения через схему так же, как распространяются значения через это. Предположим, мы делаем это для нашей схемы Рисунок 1. Входы верхнего логического элемента И: y и x , и поэтому он выводит y x . Нижний вентиль И выводит y x , а логический элемент ИЛИ объединяет эти два в y x + y x . 2.2. Законы булевой алгебры Булевская система записи логических выражений называется Булева алгебра . Это называется алгебра , потому что мы можем манипулировать символами, используя законы, подобные те из традиционной алгебры. Например, коммутативный закон применяется как к OR, так и к AND. Чтобы доказать, что OR коммутативен (т. Е. Что A + B = B + A , мы можем заполнить таблицу истинности, демонстрирующую, что для каждого возможного комбинация A и B , значения A + B и B + A идентичны. 9029 9029 1 9029 9029 1 A B A + B B + A 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 Поскольку третий и четвертый столбцы совпадают, мы можем заключить, что A + B = B + A — универсальный закон. Поскольку ИЛИ (и И) коммутативны, мы можем свободно изменить порядок терминов, не меняя значения выражения. Коммутативный закон OR позволит нам преобразовать y x + y x в y x + y x , а закон коммутативности И (примененный дважды) позволяет преобразовать это на x y + x y . Точно так же OR (и AND) имеет ассоциативный закон (то есть A + ( B + C ) = ( A + B ) + C . Из-за этой ассоциативности мы можем писать A + B + C (и A B C ) без скобок — ведь ставя круглые скобки вокруг первой пары ( A + B ) приводит к тому же результату, что и скобки вокруг второй пары ( B + C ).При рисовании схем мы будем свободно рисовать логические элементы И и ИЛИ. которые имеют несколько входов. 3-входной логический элемент И фактически соответствовал бы двум логическим элементам И с 2 входами, когда схема на самом деле проводной. Есть два возможных способа подключить это. Из-за ассоциативного закона для AND не имеет значения, что мы выбрать, и поэтому мы можем двусмысленно нарисовать И или ИЛИ ворота с тремя (и более) входами. Существует множество таких законов, кратко представленных на Рисунке 3. Сюда входят аналоги всех важных алгебраических законов. имея дело с умножением и сложением.Есть также много законов, которых не придерживается. со сложением и умножением; в таблице они отмечены красным значком звездочка. Рисунок 3: Сэмплер важных логических идентификаторов. * Красные со звездочкой не соответствуют стандартным алгебраическим тождествам. И OR коммутативный A B = B A A + B = B + A ассоциативный A ( B C ) = ( A B ) C A + ( B + C ) = ( A + B ) + C идентификация A ⋅ 1 = A A + 0 = A распределительный A ( B + C ) = A B + A C * A + B C = ( A + B ) ( A + C )) один / ноль A ⋅ 0 = 0 * А + 1 = 1 идемпотентность * A A = A * A + A = A обратное * A A = 0 * A + A = 1 Закон ДеМоргана * A B = A + B * A + B = A B двойное отрицание * A = A 2. 3. Сумма произведений Теперь мы можем вернуться к нашей проблеме: Если у нас есть конкретная логическая функция, которую мы хотим вычислить, как мы можем построить схему для ее вычисления? Мы начнем с описания логической функции как таблицы истинности. Предположим, мы начали со следующей функции, для которой мы хотим схема. 2 2 2 2 9029 40 Учитывая такую ​​таблицу истинности, определяющую функцию, мы создадим логическое выражение, представляющее функцию.Для каждого ряда таблица , где желаемый результат — 1 , мы описываем его как AND нескольких факторов. x y z o 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 9029 9029 9029 9029 y z x y z o описание 0 1 0 1 x y 9023 1 1 x y z 1 1 1 1 x z Чтобы получить описание строки, мы выбираем для каждой переменной либо эта переменная или ее отрицание, в зависимости от того, в этой строке 1 или нет; а затем мы берем И этих вариантов.Например, глядя на первую строку выше, мы включаем x , поскольку x — 0 в этой строке, y , поскольку y тоже 0, и z , поскольку z равно 1; наше описание является И этих: x y z . Это выражение дает 1 для комбинации значений в этой строке; но для других строк его значение равно 0, поскольку каждая вторая строка отличается по какой-то переменной, и вклад этой переменной в И даст 0. Как только у нас есть описания всех строк, в которых желаемый результат равно 1, мы наблюдаем следующее: Значение желаемой схемы должно быть 1, если входы соответствуют к первому 1 ряду, второму 1 ряду, третьему 1 ряду, или четвертый 1-рядный. Таким образом, мы объединим выражения, описывающие строки, с ИЛИ: x y z + x y z + x y z 9022 902 902 902 9030 9022 902 Обратите внимание, что наше выражение не включает описания строк где таблица истинности сигнализирует, что желаемый результат равен 0: если бы мы это сделали, то это описание было бы 1, и поэтому ИЛИ все члены будут равны 1, а не 0, как мы хотим. Это выражение сразу приводит к схеме Рисунок 4. Рисунок 4: Схема, полученная из заданной таблицы истинности. Окончательное выражение, которое мы получаем, называется суммой продукция выражение. Это называется так, потому что это ИЛИ ( сумма, если мы понимаем ИЛИ как сложение) нескольких И (продуктов, поскольку И соответствует умножению). Мы называем эту технику построение выражения из таблицы истинности: сумма произведений Техника . Этот метод суммы произведений позволяет нам принимать любую функцию над битами. и построить схему для вычисления этой функции. Существование такой техники доказывает, что схемы могут вычислять любую логическую функцию. Подведем итог: мы видели три способа описания логического функция: логические схемы , таблицы истинности и Логические выражения . Более того, мы видели систематические способы преобразования между тремя методами, изображенными ниже. Единственная отсутствующая стрелка — это преобразование из таблиц истинности в схемы; мы можем справиться с этим, преобразовав истину таблицу в логическое выражение (используя сумму произведений техника) и преобразовав это в схему. 3. Упрощающие схемы Логические вентили — это физические устройства, построенные на транзисторах. На практике эффективность схемы имеет значение. Теперь перейдем к пониманию того, как измерить эффективности, и мы увидим метод, который часто приводит к более эффективная схема, чем та, к которой мы пришли, используя Сумма произведений техники. 3.1. КПД схемы измерения Мы можем измерить эффективность схемы по двум направлениям: пространство и скорость. Фактор пространства связан с тем, что каждый транзистор занимает место, а микросхема, содержащая транзисторы, ограничены в размерах, поэтому количество транзисторов, которые помещаются на микросхему ограничено современными технологиями. Поскольку разработчики процессоров хотят соответствовать многие функции на чипе, они пытаются построить свои схемы с как можно меньше транзисторов для выполнения необходимых задач.К уменьшают количество транзисторов, пытаются создавать схемы с несколько логических ворот. Таким образом, мы можем приблизительно оценить использование пространства схема, просто подсчитав, сколько логических элементов в схеме включает. Второй фактор, скорость, связан с тем, что транзисторы требуют времени. работать. Поскольку проектировщики хотят, чтобы схемы работали так быстро, как возможно, они работают, чтобы минимизировать глубину цепи , что является максимальным расстоянием от любого входа через схему до выход. Рассмотрим, например, две пунктирные линии на следующей схеме: которые указывают два разных пути от входа к выходу в схема. Пунктирный путь, начинающийся в x , проходит через три ворот (ворота ИЛИ, затем ворота НЕ, затем еще одни ворота ИЛИ), а пунктирный путь, начинающийся с y , идет только через два ворот (ворота И и ворота ИЛИ). Есть еще два пути тоже, но ни один из путей не проходит более чем через три ворот. Таким образом, мы бы сказали, что глубина этой схемы равна 3. Это приблизительный показатель скорости схемы: Расчет выхода с этой схемой занимает примерно три раза количество времени, которое требуется отдельным воротам для выполнения своей работы. «Техника суммы произведений», которую мы видели для преобразования логической функции в схему не так уж и плохо используя эти критерии. Схема, полученная в результате этой техники имеет глубину всего 3 — или чуть больше, если вы настаиваете (как это будут делать разработчики схем), что каждый логический элемент И и ИЛИ имеет только два входы. Но он работает хуже, чем мы могли бы надеяться с точки зрения Космос. 3.2. Карно карты Теперь перейдем к исследованию техники построения схемы из таблицы истинности, что приводит к меньшим схемам без каких-либо глубоких компромиссов. Для булевых функций с четырьмя или меньшим количеством входов Карта Карно — особенно удобный способ найти наименьшее возможное выражение суммы произведений. Это простой процесс: преобразовываем таблицу истинности в матрицу. как мы увидим позже, тогда мы определяем, как лучше «прикрыть» 1 в матрице с набором прямоугольников; каждый прямоугольник будет соответствуют члену в нашем выражении суммы произведений. Начнем с таблицы истинности, используемой в Раздел 2.3. 2 2 2 2 9029 40 Поскольку в этой таблице восемь строк, мы преобразуем ее в матрицу 2 × 4.(Если бы было 4 строки, это был бы Матрица 2 × 2. А если бы строк было 16, это был бы Матрица 4 × 4.) Одна из переменных будет представлена по вертикальной оси, а две другие переменные — по Горизонтальная ось. Обратите внимание, как комбинации переменных вдоль горизонтальная ось , а не идти в традиционном порядке 00-01-10-11, а вместо 00-01-11-10. Это важно для Техника карты Карно для работы. Создав эту матрицу, мы заполняем ее, копируя соответствующие выходные значения в соответствующую ячейку.Правда последняя строка таблицы, например, сопоставляется ячейке во второй строке матрицы (поскольку x равно 1 в этой строке таблицы истинности) и в третьем столбце (поскольку y и z оба равны 1 в этой строке таблица истинности). В вывод в последней строке таблицы истинности — 1, поэтому мы помещаем 1 в эту ячейку матрицы. Ниже представлена ​​заполненная матрица, с 1, соответствующей последней строке таблицы истинности в кружке. Теперь мы ищем наименьший набор прямоугольных областей, покрывающих все единицы в нашей таблице, но нет нулей.Высота и ширина каждого прямоугольника. должно быть степенью двойки, поэтому возможны следующие варианты: 1 × 1, 1 × 2, 1 × 4, 2 × 1, 2 × 2, 2 × 4, 4 × 1, 4 × 2, и 4 × 4. В нашем примере мы можем охватить все единицы, используя всего три прямоугольника. Каждому из регионов будет соответствовать член в сумме выражения продуктов, которые мы строим на основе выбранных регионы. Розовая область справа, для Например, в столбце 10 соответствует члену, где y равно 1 и z равно 0, но x может быть либо 0, либо 1.Тогда соответствующий член будет y z . Положив вместе термины из трех регионов вместе получаем: x y z + y z + x y Это можно перевести в схему Рисунок 5. Обратите внимание, что у этой схемы всего 7 ворот по сравнению с 10 ворот на Рисунке 4. Рисунок 5: Упрощенная схема, эквивалентная Рисунок 4. 3.3. Более сложная карта Карно Другой пример проиллюстрирует некоторые дополнительные функции Карта Карно. На этот раз мы будем работать с таблицей истинности над четыре входа. x y z o 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 2 w x y z o 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 2 2 1 1 1 1 w x y z o 9029 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Поскольку в этой таблице 16 строк, мы начнем с 4 × 4 матрица.Каждая строка будет представлять собой комбинацию значения для значений первых двух переменных, и каждый столбец будет представляют собой комбинацию значений двух последних переменных. При определении прямоугольных областей мы вводим новое правило: Регионы можно обернуть края матрицы. (Это правило применяется для трехвходового функций тоже, хотя в наших предыдущий пример.) Используя этот факт, мы можем охватить единицы, используя всего три прямоугольника. Самая простая область (выделена желтым цветом) находится в правом нижнем углу; это соответствует сроку w y . Верхняя область 2 × 2 (нарисованная розовым цветом) оборачивается с последней столбец вокруг первого столбца; это соответствует сроку w z . Есть еще один регион (выделите синим), переносится между столбцами, а также между строками, поэтому охватывает все четыре угла матрицы; это соответствует сроку x z .Объединив эти три термина, мы приходим к нашему упрощенному Логическое выражение: w y + w z + x z Когда вы рисуете прямоугольные области, вы хотите использовать их как как можно меньше: каждому региону соответствует дополнительный И ворота. В нашем примере выше мы опустили возможный прямоугольник который покрывает последний столбец, потому что он не покрывает никакие единицы которые еще не были покрыты. Более того, вы хотите, чтобы каждый прямоугольник покрыл столько единиц, сколько возможно, даже если в этом нет необходимости, потому что прямоугольники большего размера приводят к условиям, содержащим меньше переменных. В наших предыдущих Например, мы могли бы нарисовать верхний розовый прямоугольник как Прямоугольник 1 × 2 только во втором ряду. Но потом второй условия были бы w x z , в котором на одну переменную больше, чем мы использовали ранее. 4. Другие логические элементы и универсальность До сих пор мы имели дело только с воротами И, ИЛИ и НЕ.Дизайнеры схем часто работают с четырьмя другими воротами: NAND ( n от и ), NOR ( n ot или ), XOR (e x , включая или ), и XNOR ( n или x , включая или ). Элемент XOR выдает 1, когда один или другой его вход равен 1, но не когда оба; то есть случай двух входов 1 исключил из ситуации, когда гейт выдает 1. Ворота NAND, NOR и XNOR работают просто как ворота AND / OR / XOR с вентиль NOT после него — и они рисуются как AND / OR / XOR ворота с маленьким кружком на выходе.На рисунке 6 изображен внешний вид этих ворот и сводки таблицы истинности. Рисунок 6: Больше логических ворот. (a) Логический элемент NAND (b) ворота NOR (c) вентиль XOR (d) ворота XNOR Раньше мы не рассматривали эти ворота, потому что они могут все они должны быть построены с использованием логических элементов AND, OR и NOT.Фактически, мы видели что каждая таблица истинности имеет схему логических элементов И, ИЛИ, и НЕ что ему соответствует — мы просто получаем выражение суммы продуктов (которое имеет только И, ИЛИ, и НЕ), а затем создайте соответствующие схема. Из-за этого свойства мы называем комбинацию И, ИЛИ, И НЕ универсальный . Несколько более удивительно то, что только вентиль NAND универсальный — то есть может быть реализована любая таблица истинности схемой, которая включает только вентили NAND.Чтобы убедиться в этом, начнем с того, что любой таблица истинности может быть реализована с помощью логических элементов И, ИЛИ и НЕ; и тогда мы увидим, как можно заменить каждый вентиль И / ИЛИ / НЕ на система вентилей NAND, чтобы попасть в цепь, включающую только NAND ворота. Рисунок 7 демонстрирует NAND-вентиль. система, соответствующая каждому из И, ИЛИ, и НЕ. Рисунок 7: Построение НЕ, И и ИЛИ с использованием ворот NAND. Мы можем сделать то же самое, чтобы найти, что ворота NOR сами универсальны. Тот факт, что NAND универсален, часто используется схемно дизайнеров. Хотя разработчики сначала проектируют схему с использованием AND, ИЛИ, а не вентили, на практике схемы легче производство, когда они используют только ворота NAND (или только ворота NOR). (Почему это так, мы не будем здесь разбираться.) Таким образом, их начальные Конструкции И / ИЛИ / НЕ преобразуются для использования только NAND (или NOR). В любом случае, к этому моменту мы увидели, как можно наращивать достаточно небольшая схема для любой возможной логической функции.Эти знания формируют основу для построения полной вычислительной устройств. Цифровая электроника — Основы логических схем, Учебное пособие, символы схем, таблицы истинности Цифровая система — это, по сути, двоичный мир. Тот, где язык ограничен единицами и нулями. Таким образом, чтобы максимально эффективно использовать эти единицы и задачи, логические вентили образуют основу для построения цифровой системы, которую мы знаем сегодня. Следовательно, если вы заинтересованы в понимании цифровой электроники, вы должны понимать основную логическую логику. Эта статья посвящена логическим элементам и их типам. Он призван стать отправной точкой для всех энтузиастов цифровой электроники, которые приступают к обучению. Некоторые из распространенных примеров применения цифровых логических вентилей — это полусумматор, полный сумматор и триггеры. Что такое цифровые логические вентили? Цифровые логические вентили — это просто набор транзисторов, работающих вместе для решения основных булевых функций. Логический вентиль рассматривается как устройство, способное создавать один выходной уровень с комбинациями входных уровней.Логика 1 представляет высокий уровень, а логический 0 — низкий. Здесь применяются различные комбинации двоичных математических функций, чтобы показать истинное состояние цифровой системы. Работа логических вентилей Причина, по которой компьютеры могут выполнять сложные операции, связана с соединением этих логических вентилей. Логические вентили реализуются с использованием транзисторов, диодов, , реле , оптики и молекул или даже нескольких механических элементов.По этой причине логические вентили также можно рассматривать как электронные схемы. Логические вентили могут быть построены в самых разнообразных формах, таких как крупномасштабные интегральные схемы (LSI), очень большие интегральные схемы (VLSI), а также в малых интегральных схемах (SSI). Здесь можно получить доступ ко входам и выходам всех вентилей интегрированных устройств, а также сделать доступными для них внешние соединения, как дискретные логические вентили. Два логических уровня Входы и выходы логических вентилей находятся на двух уровнях, обозначенных как ВЫСОКИЙ и НИЗКИЙ, или ИСТИНА и ЛОЖЬ, или ВКЛ и ВЫКЛ, или просто 1 и 0.Таблица, в которой перечислены комбинации входных переменных и соответствующих выходных переменных, называется «ТАБЛИЦА ИСТИННОСТИ». Он объясняет, как выход логической схемы реагирует на различные комбинации логических уровней на входах. Здесь мы следуем логике уровня, в которой уровни напряжения представлены как логическая 1 и логика 0. Логика уровня бывает двух типов, таких как положительная логика или отрицательная логика. В системе с положительной логикой более высокий из двух уровней напряжения представлен как 1, а нижний из двух уровней напряжения представлен как 0.Но в системе с отрицательной логикой более высокий из двух уровней напряжения представлен как 0, а нижний из двух уровней напряжения представлен как 1. При рассмотрении транзисторно-транзисторной логики (TTL) нижнее состояние предполагается равным нулю. вольт (0 В), а более высокое состояние считается положительным на пять вольт (+5 В). Какие бывают типы цифровых логических вентилей? В выражениях используется в основном 7 типов логических вентилей. Комбинируя их по-разному, вы сможете реализовать все типы цифровых компонентов.Давайте углубимся в каждую из основных логических схем и их работу. Существует семь основных типов логических вентилей: И ВОРОТА Элемент И требует двух или более входов и дает только один выход. Логический элемент И выдает на выходе состояние логической 1, когда каждый из входов находится в состоянии логической 1, а также производит выход в состоянии логического 0, даже если какой-либо из его входов находится в состоянии логического 0. Символ для операции И — «.», Или мы не используем символ для представления.Если входы X и Y, то выход может быть выражен как Z = XY. Логический элемент AND назван так потому, что, если 0 называется «ложным», а 1 называется «истинным», вентиль работает так же, как логический оператор «и». Элемент AND также называется воротами типа «все или ничего». Логические символы и таблицы истинности вентилей И с двумя и тремя входами приведены ниже. 2 Вход И Шлюз — Таблица истинности 3 Вход И Шлюз — Таблица истинности Дискретные логические элементы И могут быть реализованы с использованием диодов или транзисторов.Входы, обозначенные X и Y, могут быть 0 В или + 5 В соответственно. Результат представлен буквой Z. В диоде логического элемента И, когда оба входа имеют одинаковое значение, X = + 5 В и Y = + 5 В, тогда диоды находятся в выключенном состоянии. В результате через резистор не протекает ток, и на резисторе не будет падения напряжения. Здесь выход будет Z = + 5V. Точно так же, когда оба входа, такие как X и Y, равны 0 В, тогда соответствующие диоды, такие как D1 или D2, или оба диода находятся в состоянии ВКЛ и действуют как короткие замыкания.Здесь выход будет Z соответствует 0V. В практических случаях выход z соответствует 0,6 В или 0,7 В, что рассматривается как состояние логического 0. 2 входных диода и ворот 2-входной транзистор и затвор В случае затвора И транзистора, когда входы X, Y = 0 В или когда X = 0 В и Y = + 5 В, или когда X = + 5 В и Y = 0 В, оба транзистора Q1 и Q2 находятся в состоянии ВЫКЛ. В то же время транзистор Q3 получает достаточную мощность базы от источника питания через резистор R3, и поэтому транзистор Q3 будет включен. Таким образом, выходное напряжение Z = V ce (sat) соответствует 0 В.Когда оба входа равны +5 В, транзисторы Q1 и Q2 будут включены, и, следовательно, напряжение на коллекторе транзистора Q1 упадет. Из-за этого транзистор Q3 не получает достаточно базы и выключается. В результате через коллекторный резистор Q3 не протекает ток и, следовательно, не падает напряжение на нем. Таким образом, конечное выходное напряжение соответствует + 5В. Таблица истинности для этой схемы затвора показана ниже: Таблица истинности дискретных и ворот ИЛИ ВОРОТА Подобно вентилю И, логический элемент ИЛИ может иметь два или более входов, но производить только один выход.Логический элемент ИЛИ выдает на выходе состояние логической 1, даже если какой-либо из его входов находится в состоянии логической 1, а также производит выход в состоянии логического 0, если какой-либо из его входов находится в состоянии логического 0. Символ операции ИЛИ — «+». Если входы X и Y, то выход может быть представлен как Z = X + Y. Элемент ИЛИ также может быть определен как устройство, выход которого равен 1, даже если один из его входов равен 1. Элемент ИЛИ также называется любым или всеми вентилями. Его также называют логическим элементом включающего ИЛИ, поскольку он состоит из условия «могут присутствовать оба входа».Логические символы и таблица истинности для вентилей ИЛИ с двумя и тремя входами приведены ниже. 2 Вход ИЛИ Gate — Таблица истинности 3 Вход ИЛИ Gate — Таблица истинности Дискретные логические элементы ИЛИ могут быть реализованы с использованием диодов или транзисторов. Входы, обозначенные X и Y, могут быть 0 В или + 5 В соответственно. Результат представлен буквой Z. В диоде логического элемента ИЛИ, когда оба входа имеют одинаковое значение, X = 0 В и Y = 0 В, тогда оба диода находятся в выключенном состоянии. В результате через резистор не протекает ток, и на резисторе не будет падения напряжения.Здесь выход будет Z = 0V. Точно так же, когда оба входа или один из входов, таких как X и Y, равны + 5 В, тогда соответствующие диоды D1 или D2 или оба диода находятся в состоянии ВКЛ и действуют как короткие замыкания. Здесь выходной сигнал Z соответствует + 5В. В практических случаях выход Z соответствует падению напряжения на диоде + 5В = + 5В — 0,7В = + 4,3В, которое рассматривается как состояние логической 1. 2 входных диода ИЛИ затвор 2-входной транзистор ИЛИ затвор В случае затвора ИЛИ транзистора, когда входы X = 0 В и Y = 0 В, оба транзистора Q1 и Q2 находятся в состоянии ВЫКЛ.В то же время транзистор Q3 получает достаточное базовое напряжение от источника питания +5 В через резистор R3, поэтому транзистор Q3 будет включен. Таким образом, выходное напряжение Z = V ce (sat) соответствует 0 В. Когда либо входы X и Y, либо оба входа равны + 5V, тогда соответствующие транзисторы Q1 или Q2 будут включены, или оба транзистора Q1 и Q2 будут включены, и, следовательно, напряжение на коллекторе транзистора Q1 будет V CE (sat) соответствует 0 В. По этой причине транзистор Q3 не смещает в прямом направлении переход база-эмиттер и выключается.Таким образом, конечное выходное напряжение соответствует + 5В (состояние логической 1). Таблица истинности для этой схемы затвора показана ниже: Таблица истинности дискретного ИЛИ НЕ GAT E Элемент НЕ также называется инвертором просто потому, что он меняет вход на противоположный. Элемент НЕ имеет только один вход и один соответствующий выход. Это устройство, выход которого всегда является дополнением данного входа. Это означает, что вентиль НЕ производит на выходе состояние логической 1, когда вход имеет состояние логического 0, а также производит выход состояний логического 0, когда вход имеет состояние логической 1.Операция НЕ обозначается ‘-‘ (полоса). Когда входная переменная для элемента НЕ представлена ​​буквой «X», а выходная — буквой «Z». В операции НЕ это можно прочитать как «Z равно X bar». Логический символ и таблица истинности приведены ниже: НЕ Ворота — Таблица истинности Дискретный вентиль НЕ может быть реализован с использованием транзисторов. Входы, обозначенные как X, могут быть 0 В или + 5 В соответственно. Выход обозначен буквой Z. Когда вход X = 0 В, тогда транзистор Q1 будет смещен в обратном направлении и, следовательно, останется выключенным.В результате через резистор не протекает ток, и, следовательно, на резисторе не будет падения напряжения. В результате выходное напряжение Z соответствует + 5В. Когда вход X = + 5V, транзистор Q1 включен, а выходное напряжение Z = V ce (sat) соответствует 0V. Таблица истинности для ворот НЕ приведена ниже: Транзисторный инвертор НЕ затвор Транзисторный инвертор НЕ затвор — таблица истинности NAND ВОРОТА Ворота NAND и NOR — универсальные ворота.Каждый из этих вентилей может реализовать логические схемы в одиночку. NAND и NOR также называют универсальными строительными блоками. И И-НЕ, и ИЛИ-ИЛИ могут выполнять три основные логические функции, такие как И, ИЛИ и НЕ. Логический элемент И-НЕ представляет собой комбинацию логического элемента И и НЕ. Выражение для ворот И-НЕ — «целая полоса». Выход логического элемента И-НЕ находится на уровне логического 0 только тогда, когда каждый из входов принимает уровень логической 1. Таблица истинности логического элемента И-НЕ с двумя входами приведена ниже: 2 входа NAND Gate — Таблица истинности Дискретный логический элемент И-НЕ с двумя входами показан на рисунке.Два входа представлены буквами X и Y. Выходные данные представлены буквой Z. Когда вход X и Y = + 5В, тогда оба диода D1 и D2 выключены. Транзистор Q1 получает достаточную мощность базы от источника питания через резистор, поэтому транзистор Q1 включен, а выход Z = V ce (sat) соответствует 0 В. Аналогично, когда входы либо x = 0V, либо Y = 0V, либо когда оба входа равны 0V, в это время транзистор Q1 выключен и, следовательно, выходное напряжение Z = + 5V. Таблица истинности приведена ниже: Дискретные ворота NAND Дискретный шлюз NAND — таблица истинности ИЛИ ВОРОТА NOR означает НЕ ИЛИ.Это означает, что вентиль ИЛИ — это комбинация логического элемента ИЛИ и элемента НЕ. Выход является уровнем логической 1, только когда каждый из его входов принимает уровень логического 0. Для любой другой комбинации входов выход представляет собой уровень логического 0. Таблица истинности двухвходового логического элемента ИЛИ-НЕ приведена ниже: 2 Входа NOR Gate — Таблица истинности 3 Входные ворота NOR — Таблица истинности Дискретный вентиль ИЛИ-НЕ с двумя входами, как показано на рисунке. Входы, обозначенные как X и Y, могут быть 0 В соответственно. В результате транзисторы Q1 и Q2 выключены, в результате через резистор не протекает ток, и, следовательно, не будет падения напряжения на резисторе.Здесь выходное напряжение Z соответствует + 5В. Когда один из входов X = + 5V или Y = + 5V, или оба входа соответствуют + 5V, соответствующий транзистор Q1 или Q2 или оба Q1 и Q2 включены. Следовательно, выходное напряжение Z = V ce (sat) соответствует заземлению и равно 0 В. Таблица истинности для ворот ИЛИ-НЕ приведена ниже: Дискретные ворота NOR Дискретные ворота NOR — таблица истинности EXCLUSIVE-OR ВОРОТА (X-OR) ВОРОТА Элемент X-OR представляет собой логическую схему с двумя входами и одним выходом.Элемент X-OR принимает состояние логической 1, когда любой из двух его входов принимает состояние логической 1. Когда оба входа принимают состояние логического 0 или когда оба входа принимают состояние логической 1, выход принимает состояние логического 0. Выходной сигнал элемента X-OR будет суммой по модулю его входов. Элемент X-OR также называется вентилем анти-совпадения или детектором неравенства. Элемент X-OR также можно использовать в качестве инвертора, подключив одну из двух входных клемм к логике 1, а также введя последовательность, которая должна быть инвертирована, на другую клемму. X-OR Gate — Таблица истинности EXCLUSIVE-NOR (X-NOR) ВОРОТА Элемент X-NOR представляет собой комбинацию элемента X-OR и элемента NOT. Элемент X-NOR также представляет собой концепцию с двумя входами и одним выходом. Выход элемента X-NOR будет состоянием логической 1, когда оба входа принимают состояние 0 или когда оба входа принимают состояние 1. Выход логического элемента X-NOR будет состоять из логического 0, когда один из входов принимает состояние 0, а другой — состояние 1. Его также называют вентилем совпадения, потому что его выход будет равен 1 только при совпадении входов.Элемент X-NOR также можно использовать в качестве инвертора, подключив одну из двух входных клемм к логическому 0, а также введя последовательность, которая будет инвертирована, на другую клемму. X-NOR Gate — Таблица Правды Small Logic Gates — Строительные блоки универсальных цифровых схем — Часть 1 Узнайте, как превратить ваших сирот из мусорной коробки в строительный объект или сокровища запасных частей. Да, Майкл, есть такая вещь, как универсальная логическая микросхема. Прямо из файлов «Он никогда не подводит». В субботу в десять часов вечера. Вы наносите последние штрихи на свой новый потрясающий контроллер рулевого управления робота. Игры Visions of Bot Wars ошеломляют ваши чувства. Еще один шаг, простой RS-триггер, и ваш зверь с рычанием начнет действовать. Но ждать! Шкаф IC … ну, пустой. Ни одного шлепанца! Но не волнуйтесь. Если у вас есть только один чип NOR или NAND в этом крысином гнезде, у вас есть задатки RS-триггера.На самом деле, у вас, вероятно, больше логических функций, чем вы думаете. Все логические схемы — независимо от их сложности (включая микроконтроллер BASIC Stamp) — основаны на двух элементарных положениях: И и ИЛИ. Добавьте инверторный вентиль (НЕ), и вы сможете решить любое логическое уравнение. В этой статье я покажу вам, как использовать эти основные строительные блоки, чтобы избавиться от застревания деталей, будь то новый проект или заменяющее устройство. Вы также узнаете о тонких различиях между, казалось бы, схожими логическими функциями, чтобы вы могли выбрать вариант, который лучше всего подходит для вашего любимого проекта. Основы Булева алгебра — основа всей компьютерной логики. Булева алгебра, изначально сформулированная Джорджем Булем, английским математиком (1815-1864), описывает предложения, результаты которых либо истинны, либо ложны. В работе с компьютером истинные и ложные утверждения представлены выходным состоянием электронной схемы, состояние которого может быть либо 1 (истина), либо 0 (ложь). Мы воспринимаем эти логические изменения как уровни напряжения. То есть, когда предполагается, что логический уровень представляет 1, выходное напряжение обычно составляет пять вольт.И наоборот, логический 0 представлен — чем еще? Ноль вольт. Это важно. Логическая 1 — это пять вольт, а логический 0 — это отсутствие вольт. (Хорошо, придирки. Прежде чем вырвать моих учеников, позвольте мне сказать, что напряжения, отличные от пяти вольт, могут представлять логическую единицу, причем 3,3 вольта являются новейшим введенным значением.) Основные операторы — AND, OR и NOT. И — произведение двух аргументов; то есть, если оба утверждения верны, то утверждение верно. Если одно из предложений неверно, то утверждение неверно.ИЛИ — это сумма предложений. Если одно из утверждений истинно или оба истинны, то утверждение истинно. НЕ является инверсией или дополнением к утверждению. Если утверждение верно, то его дополнение ложно. Алгебраически выражаются булевы уравнения: . Выражение Предложение Заявление x • y x AND y правда х + у x OR y, x AND y правда x̄ • ȳ НЕ x И НЕ y правда x̄ + ȳ НЕ x ИЛИ НЕ y, НЕ x И НЕ y правда Обратная функция является важным логическим оператором, потому что ее можно использовать для упрощения сложных в других случаях функций, а иногда это единственный способ прийти к решению.Например, решить уравнение практически невозможно. x OR y, но не x AND y (логическое обоснование логического элемента исключающее ИЛИ) без оператора НЕ. А без логического элемента «исключающее ИЛИ» компьютеры не были бы достаточно умны, чтобы складывать или вычитать. Рисунок 1, показывает логические микросхемы, которые мы будем использовать в оставшейся части этого обсуждения, а Рисунок 2, показывает их элементарные структуры. Рисунок 1. Все логические микросхемы, которые вам когда-либо понадобятся для создания любого цифрового проекта TTL или CMOS. РИСУНОК 2. Основные бинарные строительные блоки: И, ИЛИ и ИНВЕРТОР. Ранние логические вентили были построены по технологии RTL (резисторно-транзисторной логики), которая страдала от шума, явно сварливой и совершенно медленной. Техники построения RTL того времени также ограничивали типы вентилей более простыми функциями И, ИЛИ и инвертора. Только с появлением TTL (транзисторно-транзисторной логики) можно было успешно создавать более сложные конструкции. Достижения включают в себя несколько входов сверх четырех предложений, стабильный запуск по фронту и увеличенную возможность разветвления. Но ничто не было более важным, чем сдвиг парадигмы от положительной (И / ИЛИ) логики к отрицательному (И-И-ИЛИ) логическому мышлению (, рис. 3, ). Отрицательная логика упрощает многие булевы уравнения, что приводит к уменьшению числа вентилей, что приводит к очень сложным логическим продуктам, таким как встроенные микроконтроллеры и процессоры Pentium. РИСУНОК 3. Логические элементы И-ИЛИ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ являются прекрасным примером сложных логических функций, созданных из вентилей отрицательной логики, которые находят широкое применение в компьютерной индустрии. Негативную логику понять несложно, но для ее эффективной реализации требуется сообразительный ум. В этом обсуждении большое внимание уделяется отрицательной логике и кластеризации типов вентилей для уменьшения количества IC. Большинство логических ИС содержат два или более идентичных логических элемента, многие из которых могут остаться неиспользованными, если вы не знаете, как подключить их для выполнения операций, отличных от тех, для которых они предназначены.Например, неиспользуемый логический элемент И-НЕ или ИЛИ-ИЛИ может легко заменить инвертор, что, возможно, устранит дополнительную ИС и сделает продукт менее дорогостоящим и более надежным. Я тоже помню Логические вентили также могут использоваться как элементы памяти. Чтобы логическая схема запоминала и сохраняла свое логическое состояние после того, как управляющий входной сигнал был удален, необходимо включить некоторую форму обратной связи. Это легко сделать с помощью пары инверторов, вход каждого из которых подключен к выходу другого, как в схеме с перекрестными связями в , рис. 4, . РИСУНОК 4. Для использования логической схемы в качестве ячейки памяти необходимо включить некоторую форму обратной связи. Связывая выходы двух инверторов с противоположными входами, схема образует устойчивый элемент сохранения памяти. Поскольку вентили инвертируют, выходы всегда будут иметь логический уровень, противоположный входному. В зависимости от того, какой вентиль принимает на себя управление при включении питания, эта схема фиксируется в одном из двух состояний.Для переключения между этими состояниями к сшитым инверторам добавляется дополнительный вход, такой как защелка NAND, показанная на , рис. 5а, . РИСУНОК 5. Защелка RS может использоваться для дребезга механических переключателей, посылая единый чистый цифровой импульс в следующую цепь. Входы традиционно обозначаются S и R для установки и сброса соответственно, а выходы обозначаются Q и / Q Обозначения S и R являются логическим развитием, но что побудило использовать Q для выхода? Легенда гласит, что ранние врата памяти не были полностью надежными, и поэтому исследователи назвали предсказанный результат сомнительным (так гласит история).В коммерческой схеме защелки один или оба выхода могут быть доступны для использования другими схемами. Для схемы защелки И-НЕ оба входа обычно должны быть на уровне логической 1. Если на входе верхнего логического элемента установлен низкий уровень (логический 0), на его выходе устанавливается высокий уровень (логическая 1). Эта логическая 1 также применяется ко входу нижнего логического элемента И-НЕ, устанавливая на этом выходе низкий уровень (логический 0). Это, в свою очередь, возвращается ко второму входу исходного логического элемента, замыкая тем самым контур обратной связи. Теперь ворота заблокированы (, рис. 5b, ), даже если входной сигнал / S удален.Применение входа логического 0 к верхнему вентилю больше не повлияет на эту схему. Однако применение логического 0 к нижнему затвору вызовет ту же реакцию в другом направлении, таким образом изменяя состояние защелки ( Рис. 5c, ). Если вам нужно переключить состояния на положительную ноту, подтягивая входы к высокому уровню (логическая 1) вместо низкого (логический 0), вентиль ИЛИ-ИЛИ может быть заменен вентилем И-НЕ. Обратите внимание, что запрещено иметь оба входа NAND на уровне логического 0 одновременно (противоположное происходит в конфигурации защелки NOR).В этом состоянии оба выхода будут переведены в состояние логической 1, подавляя действие фиксации обратной связи. В этом состоянии любой вход, который первым перейдет на логическую 1, потеряет контроль, в то время как другой вход (все еще на логическом 0) управляет результирующим состоянием защелки. Если оба входа переходят к логической 1 одновременно, результатом будет безумие «гонки до финиша», и конечное состояние защелки не может быть определено заранее. Простите мою икоту Защелки RS — самые простые из семейства триггеров, но это не мешает им вносить свой вклад в цифровое сообщество.Защелки RS часто используются для устранения дребезга контактов в механических переключателях. Когда вы нажимаете кнопку или меняете положение переключателя, физические контакты немного сгибаются, в результате чего они несколько раз замыкаются и ломаются, прежде чем успокоиться. Вы не замечаете этого, когда включаете свет в своем доме, но цифровые схемы достаточно быстры, чтобы заметить такое поведение и точно имитировать его. Решение состоит в том, чтобы вставить защелку RS между механическим переключателем и следующей схемой, как показано на Рис. 5d .Обратите внимание, что на неподключенном входе поддерживается логическая 1 через подтягивающий резистор, а на коммутируемом входе поддерживается логический 0 посредством прямого подключения к земле. (Резистор предотвращает замыкание переключателя Vcc на землю.) Когда переключатель перемещается в свое альтернативное положение, затвор переключается в свое противоположное состояние и фиксируется на месте; дополнительные отскоки не повлияют на результат. Это устраняет дребезг контактов и отправляет один чистый цифровой импульс в следующую цепь. Хотя защелки RS — полезные устройства, у них есть свои ограничения.Одна из проблем заключается в том, как контролировать, когда защелке разрешено изменять состояние, а когда нет. Это необходимо, если у нас есть группа защелок и мы хотим быть уверены, что все они изменяют состояние (или нет) одновременно. Добавляя пару логических элементов NAND к входным цепям защелки RS, мы достигаем двух целей: нормальные, а не инвертированные входы, и третий вход, общий для обоих ворот, который мы можем использовать для синхронизации этой схемы с другими подобными схемами. РИСУНОК 6. Защелка RS NAND создается путем добавления пары затворов NAND к входным схемам базовой защелки RS. Схема стробируемой защелки RS NAND (, рис. 6, ) очень похожа по работе на базовую защелку. Входы S и R обычно имеют логический 0 и должны быть изменены на логическую 1, чтобы переключить состояние защелки. Однако с третьим входом был добавлен новый фактор. Этот вход обычно обозначается как часы или CLK, потому что он обычно управляется какой-либо схемой синхронизации, которая используется для синхронизации банков этих схем защелок друг с другом. Выход может изменять состояние только тогда, когда на входе CLK находится логическая 1.Когда CLK равен логическому 0, входы S и R не действуют. Вьетнамки, а не топы Хотя защелка закрытого типа RS решает некоторые проблемы основных схем защелки RS и позволяет более точно контролировать действие защелки, это ни в коем случае не последнее слово. Схема защелки RS может легко испытать изменение входных уровней S и R, пока вход CLK все еще находится на уровне логической 1. Это позволяет схеме много раз менять состояние, прежде чем вход CLK вернется к логическому 0. Хороший способ убедиться, что защелка может изменять свои выходы только при запуске тактового цикла, — это выборка входов при переходе или фронте тактового сигнала.Чтобы настроить защелку стробируемого RS для запуска по фронту, мы должны использовать две идентичные схемы стробируемой защелки, каждая из которых работает на противоположных половинах тактового сигнала. Результирующую схему обычно называют триггером, потому что ее выход может сначала переключиться в одну сторону, а затем — в другую. Двухсекционный триггер также известен как триггер ведущий-ведомый, поскольку входная защелка работает как ведущая секция, а выходная секция подчиняется ведущей в течение половины каждого тактового цикла. Триггер RS NAND, запускаемый по фронту, показан на рис. 7 .Как описано ранее, схема фактически состоит из двух идентичных схем RS-защелок с инвертором, подключенным между двумя входами CLK, чтобы гарантировать, что две секции включены во время противоположных полупериодов тактового сигнала. Инвертор — это ключ к работе этой схемы. РИСУНОК 7. Шлепанцы бывают самых разных размеров, форм и функций. Если мы начнем с входа CLK на логическом 0, входы S и R отключаются от входной (главной) защелки.Следовательно, любые изменения входных сигналов не могут повлиять на состояние конечных выходов. Когда сигнал CLK переходит в логическую 1, входы S и R могут управлять состоянием входной защелки, как и в случае одиночной защелки RS. В то же время, однако, инвертированный сигнал CLK применяется к выходной (ведомой) защелке и предотвращает здесь какое-либо влияние состояния входной защелки. Следовательно, любые изменения входных сигналов R и S отслеживаются входной защелкой, пока CLK находится на логической 1, но не отражаются на выходах Q и / Q. Когда CLK снова падает до логического 0, входы S и R снова изолируются от входной защелки. В то же время инвертированный сигнал CLK теперь позволяет текущему состоянию входной защелки достигать выходной защелки. В результате выходы Q и / Q могут изменять состояние только тогда, когда сигнал CLK падает с логической 1 до логического 0. Это известно как задний фронт сигнала CLK; отсюда и обозначение «триггер, срабатывающий по фронту». Сделав триггер срабатывающим по фронту, мы можем точно контролировать момент, когда все триггеры изменят состояние.Такая компоновка также дает много времени главной защелке для ответа на входные сигналы, а также для этих входных сигналов, чтобы они изменились и успокоились после предыдущего изменения состояния. Вьетнамки JK Тем не менее, остается решить одну проблему: неоднозначное выходное состояние, которое может возникнуть, если оба входа S и R находятся на логической 1, когда CLK падает с логической 1 до логического 0. В приведенном выше примере мы автоматически предполагаем, что Мастер-защелка перейдет в состояние логической 1 — но это не всегда верно с реальными компонентами.Следовательно, нам нужен способ предотвратить гонку между двумя воротами, чтобы увидеть, какой из них первым достигнет состояния логической 1. Решение состоит в том, чтобы добавить дополнительную обратную связь от защелки ведомого к защелке мастера. Эта модифицированная защелка называется триггером JK. Чтобы предотвратить любую возможность возникновения «гонки» между входами R и S, когда оба входа находятся на уровне логической 1, мы должны каким-то образом предотвратить влияние одного из входов на главную защелку. В то же время мы по-прежнему хотим, чтобы триггер мог изменять состояние на каждом заднем фронте входа CLK, если этого требует логика входа.Отключение входа S или R зависит от текущего состояния выходов с защелкой подчиненного устройства. Если выход Q представляет собой логическую 1 (триггер находится в режиме установки), вход S не может быть больше установлен, чем он уже установлен. Таким образом, вход S может быть отключен без нарушения работы триггера в этих условиях. Таким же образом, если на выходе Q установлен логический 0 (триггер — Reset), вход R может быть отключен без причинения вреда. Таким образом, мы предотвратили забег на логику 1. Управление обратной связью входов триггера RS достигается путем добавления двух новых входов с выходов Q и / Q.(Помните, что вентили И-НЕ и ИЛИ-ИЛИ могут иметь любое количество входов.) Чтобы избежать путаницы, обозначения новых входов триггера обозначены J (вместо S) и K (вместо R). В большинстве случаев триггер JK ведет себя так же, как триггер RS. Выходы Q и / Q будут изменять состояние только на заднем фронте сигнала CLK, а входы J и K будут управлять будущим состоянием выхода почти так же, как и раньше. Однако есть некоторые заметные отличия. Поскольку один из двух логических входов всегда отключен, главная защелка не может изменять состояние вперед и назад, пока на входе CLK находится логическая 1.Вместо этого включенный вход может изменить состояние главной защелки один раз. Это не относится к триггерам RS. Выходы Q и / Q могут изменять состояние только с каждым спадающим фронтом сигнала CLK, при этом основная схема защелки меняет состояние с каждым нарастающим фронтом CLK. Мы можем использовать эту характеристику в наших интересах несколькими способами. Триггер, созданный специально для работы таким образом, обычно называется T-триггером (Toggle flip-flop). Единственный вход T, по сути, является входом CLK для других типов триггеров. Работа T-триггера идентична работе RS-триггера с объединенными входами S (установка) и R (сброс). Каждый входной импульс T вызывает переключение защелки в противоположное состояние. Когда он находится в логическом 0, импульс CLK переводит T-триггер в логическое состояние 1. Когда защелка находится в логической 1, тактовый импульс изменяет триггер в логическое состояние 0. Обратите внимание, что частота выходных импульсов составляет ровно половину частоты входных импульсов. D Вьетнамки Одним из очень полезных вариантов схемы RS-защелки является защелка данных или D-триггер, как его обычно называют.D-триггер построен с использованием перевернутого входа S в качестве входного сигнала R. Единственный оставшийся вход обозначен буквой D, чтобы отличать его работу от других типов защелок. Нет никакой разницы, что входной сигнал R эффективно синхронизируется дважды, поскольку сигнал CLK либо позволит сигналам пройти через оба строба, либо нет. Когда на входе CLK установлена ​​логическая 1, выход Q всегда будет следовать и отражать логический уровень, присутствующий на входе D, независимо от того, каким курсом он может идти.Однако, когда вход CLK падает до логического 0, состояние входа D в этот момент фиксируется и удерживается в защелке для использования любыми другими схемами, которые могут нуждаться в этом сигнале. Поскольку единственный вход D также инвертирован, эта схема защелки не может испытывать неоднозначное состояние, вызванное тем, что все входы одновременно находятся на логической 1, что делает ее безопасным для использования в любой схеме. Хотя D-триггер не обязательно должен запускаться по фронту, есть некоторые приложения, где желателен D-триггер с фронтом.Этого можно добиться, используя схему D-защелки в качестве ведущей секции триггера RS. Оба типа полезны, и оба коммерчески доступны. Со всеми этими различными типами защелок и триггеров логические схемы, которые мы использовали, стали довольно большими, особенно для триггеров, запускаемых по фронту. К счастью, нет необходимости следить и понимать внутреннюю работу любой из этих схем, когда они используются в более крупных приложениях. Вместо этого мы использовали набор очень простых символов для представления каждого типа защелки или триггера в более крупных логических схемах, как показано на двух нижних схемах , рис. 7, . На этом все закончилось. В следующий раз мы рассмотрим более умную сторону двоичной логики. Здесь мы помещаем вышеупомянутые логические элементы и ячейки памяти для работы с математическими задачами. NV Логический вентиль | Инжиниринг | Fandom Логический вентиль представляет собой набор управляемых переключателей, используемых для вычисления операций с использованием булевой логики в цифровых схемах. В основном они реализованы в электронном виде (с использованием диодов, транзисторов), но также могут быть сконструированы с использованием электромагнитных реле, жидкостных, оптических или даже механических элементов. Основные логические элементы и механические эквиваленты [править | править источник] Хотя полупроводниковая электронная логика (см. Ниже) является предпочтительной в большинстве приложений, реле и переключатели все еще используются в некоторых промышленных приложениях и в образовательных целях. В этой статье различные типы логических вентилей проиллюстрированы чертежами их релейно-переключательных реализаций, хотя читателю следует помнить, что они электрически отличаются от полупроводниковых эквивалентов, которые обсуждаются позже. Релейная логика исторически играла важную роль в промышленной автоматизации (см. Релейную логику и программируемый логический контроллер). Поскольку контакты реле проводят в обоих направлениях, сложные логические схемы необходимо проверять на наличие «скрытых путей», которые создают непредусмотренные логические пути. Полупроводниковые логические элементы не проводят в обоих направлениях, так как входной сигнал действует как «триггер», позволяющий току выходить из выхода, а не пропускать ток прямо от входа к выходу.Тем не менее, следующие механические вариации действительно показывают основные принципы работы ворот без детализации точной внутренней работы. Для получения информации о том, как на самом деле работают современные полупроводники, см. CMOS. Три типа основных логических элементов — это И, ИЛИ и НЕ. С помощью этих трех можно реализовать любое мыслимое логическое уравнение. Однако для удобства также используются производные типы NAND, NOR, XOR и XNOR, которые часто используют меньше элементов схемы для данного уравнения, чем могла бы сделать реализация, основанная исключительно на AND, OR и NOT.Фактически, NAND имеет наименьшее количество компонентов среди всех вентилей, кроме NOT при реализации с использованием современных полупроводниковых технологий, и поскольку NAND может реализовывать как NOT, так и, в соответствии с законом Де Моргана, функцию OR, этот единственный тип может эффективно заменить И, ИЛИ, и НЕ, что делает его единственным типом ворот, который необходим в реальной системе. Программируемые логические массивы очень часто не содержат ничего, кроме шлюзов NAND, чтобы упростить их внутреннюю конструкцию. И ворота [править | править источник] Первым примером является логический элемент И, таблица истинности которого показана ниже слева.Логическая функция И может быть реализована с помощью двух переключателей, A и B, как показано ниже справа. Если кабель питания подключен к переключателю A, а провод соединяет переключатели A и B, то оба A и B должны быть «включены», чтобы выход схемы проводил электричество и вырабатывал энергию. ВХОД ВЫХОД A B А И В 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 Принципиальная схема переключателя для логического элемента И OR ворота [править | править источник] Еще одно важное устройство — логический элемент ИЛИ, таблица истинности которого показана ниже слева. Логический элемент ИЛИ может быть построен из двух переключателей, расположенных таким образом, что если любой из переключателей включен, выход также будет включен. Обратите внимание, что выход все равно будет включен, даже если оба переключателя включены. ВХОД ВЫХОД A B A ИЛИ B 0 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 1 Принципиальная схема переключателя для ворот OR НЕ ворота [править | править источник] Более простой схемой является вентиль НЕ, таблица истинности которого показана напротив. Это специальный переключатель, который при нажатии прерывает ток при нажатии. Для этого можно использовать нормально замкнутый контакт реле. ВХОД ВЫХОД A НЕ 0 1 1 0 Принципиальная схема переключателя для ворот НЕ Ворота NAND и NOR [править | править источник] Использование логических элементов НЕ, также называемых инверторами, позволяет нам создавать альтернативные версии логических элементов И и ИЛИ в силу закона Де Моргана.Обратите внимание, что расположение переключателей в двух схемах меняется местами, когда мы поворачиваем переключатели «назад». Также обратите внимание, как выход первой пары управляет работой логического элемента НЕ. Схема переключения альтернативных логических элементов И и ИЛИ Это может показаться ненужным усложнением, но на самом деле это очень полезно. Удаляя вентиль НЕ из этих альтернативных схем, мы создаем так называемые вентили И-НЕ (для НЕ-И) и НЕ-ИЛИ (для НЕ-ИЛИ). NAND [редактировать | править источник] ВХОД ВЫХОД A B А NAND B 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 Принципиальная схема переключателя логического элемента NAND NOR [править | править источник] ВХОД ВЫХОД А B А НИ Б 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 Схема переключателя ворот NOR Вентили XOR и XNOR [править | править источник] Существуют два других «базовых» логических элемента — XOR (исключающее ИЛИ) и XNOR (исключающее ИЛИ). ВХОД ВЫХОД А B XOR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 XOR — это «более строгая» версия логического элемента ИЛИ. Вместо того чтобы позволить выходу быть ВЫСОКИМ, когда один или оба входа имеют ВЫСОКИЙ уровень, вентиль XOR имеет ВЫСОКИЙ выход только тогда, когда только один вход имеет ВЫСОКИЙ уровень. Таким образом, таблица истинности показана справа. Это также можно интерпретировать (для вентиля с двумя входами) как «ВЫСОКИЙ выход, когда входы разные». ВХОД ВЫХОД А B А XNOR B 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 XNOR — это перевернутая версия логического элемента XOR.Таким образом, таблица истинности показана справа. Это также можно интерпретировать как «ВЫСОКИЙ выход, когда входы одинаковые». Предыдущие простые логические вентили можно комбинировать для образования более сложных логических логических схем. Логические схемы часто подразделяются на две группы: комбинаторная логика, в которой выходы являются непрерывными функциями входов, и последовательная логика, в которой выходы зависят от информации, хранящейся в схемах, а также от входов. Справочная информация [редактировать | править источник] Простейшей формой электронной логики является диодная логика.Это позволяет создавать логические элементы И и ИЛИ, но не инверторы, и поэтому является неполной формой логики. Для построения законченной логической системы можно использовать клапаны или транзисторы. Простейшее семейство логических вентилей, использующих биполярные транзисторы, называется резисторно-транзисторной логикой или RTL. В отличие от диодных логических вентилей, RTL-вентили можно каскадировать бесконечно для создания более сложных логических функций. Эти вентили использовались в ранних интегральных схемах. Для более высокой скорости резисторы, используемые в RTL, были заменены диодами, что привело к диодно-транзисторной логике или DTL.Затем было обнаружено, что один транзистор может выполнять работу двух диодов в пространстве одного диода, поэтому была создана транзисторно-транзисторная логика, или TTL. В некоторых типах микросхем, чтобы еще больше уменьшить размер и потребляемую мощность, биполярные транзисторы были заменены дополнительными полевыми транзисторами (MOSFET), что привело к созданию дополнительной логики металл-оксид-полупроводник (CMOS). Для маломасштабной логики разработчики теперь используют сборные логические вентили из семейств устройств, таких как серия TTL 7400, изобретенная Texas Instruments, и серия CMOS 4000, изобретенная RCA, и их более поздние потомки.Эти устройства обычно содержат транзисторы с несколькими эмиттерами, используемые для реализации функции И, которые недоступны как отдельные компоненты. Все чаще эти логические вентили с фиксированной функцией заменяются программируемыми логическими устройствами, которые позволяют разработчикам упаковать огромное количество смешанных логических вентилей в одну интегральную схему. Программируемая природа программируемых логических устройств, таких как FPGA, устранила «жесткое» свойство оборудования; теперь возможно изменить логическую схему аппаратной системы, перепрограммировав некоторые из ее компонентов, что позволяет изменять характеристики или функции аппаратной реализации логической системы. Электронные логические вентили существенно отличаются от своих релейно-переключающих эквивалентов. Они намного быстрее, потребляют гораздо меньше энергии и намного меньше (в большинстве случаев в миллион или более раз). Также есть принципиальное конструктивное отличие. Схема переключателя создает непрерывный металлический путь для прохождения тока (в любом направлении) между входом и выходом. С другой стороны, полупроводниковый логический вентиль действует как усилитель напряжения с высоким коэффициентом усиления, который пропускает крошечный ток на своем входе и создает напряжение с низким импедансом на выходе.Ток не может проходить между выходом и входом полупроводникового логического элемента. Еще одно важное преимущество стандартизированных полупроводниковых логических вентилей, таких как семейства 7400 и 4000, состоит в том, что они каскадируемы. Это означает, что выход одного затвора может быть подключен к входам одного или нескольких других вентилей и так далее до бесконечности , что позволяет создавать схемы произвольной сложности, не требуя от проектировщика понимания внутренней работы вентилей. На практике выход одного логического элемента может управлять только конечным числом входов для других вентилей, число, называемое «пределом разветвления», но этот предел редко достигается в более новых логических схемах КМОП по сравнению со схемами TTL. Кроме того, всегда существует задержка, называемая «задержкой распространения», от изменения входа логического элемента до соответствующего изменения его выхода. Когда вентили каскадированы, общая задержка распространения приблизительно равна сумме отдельных задержек, что может стать проблемой в высокоскоростных цепях. Логические уровни [править | править источник] Два логических уровня в схемах двоичной логики можно описать как два диапазона напряжения, «ноль» и «один» или «высокий» и «низкий». Каждая технология имеет свои собственные требования к напряжениям, используемым для представления двух логических уровней, чтобы гарантировать, что выход любого устройства может надежно управлять входом следующего устройства. Обычно определяются два неперекрывающихся диапазона напряжений, по одному для каждого уровня. Разница между высоким и низким уровнем колеблется от 0.От 7 вольт в логике ECL до примерно 28 вольт в релейной логике. Логические вентили и оборудование [редактировать | править источник] Логические вентили И-НЕ и ИЛИ-ИЛИ являются двумя столпами логики, поскольку все другие типы логических вентилей (т. е. И, ИЛИ, НЕ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ, ИЛИ ИЛИ-ИЛИ) могут быть созданы из подходящей сети, состоящей только из И-НЕ или только ворота НЕ. Они могут быть построены из реле или транзисторов, или любой другой технологии, которая может создать инвертор и логический элемент И или ИЛИ с двумя входами. Эти функции можно увидеть в таблице ниже.Когда вы смотрите на эту таблицу, начните с имени ворот и прочитайте всю таблицу, применяя следующий оператор: Базовые логические функции ИЛИ: любое высокое значение даст высокий выход NOR: Любой высокий вход создаст низкий выход И: любое низкое значение приведет к низкому выходу NAND: любое низкое значение создаст высокий выход. Логические вентили являются жизненно важной частью многих цифровых схем, и поэтому каждый их тип доступен в виде ИС.Для примеров см. Серию 4000 логических микросхем CMOS. Символы [редактировать | править источник] Обычно используются два набора символов, оба теперь определены стандартом ANSI / IEEE Std 91-1984 и дополнением к нему ANSI / IEEE Std 91a-1991. Набор «отличительная форма», основанный на традиционных схемах, используется для простых рисунков, и его быстрее рисовать вручную. Иногда его неофициально называют «военным», что отражает его происхождение, если не его современное использование. Набор «прямоугольной формы», основанный на IEC 60617-12, имеет прямоугольные очертания для всех типов ворот и позволяет отображать гораздо более широкий диапазон устройств, чем это возможно с традиционными символами.Система IEC была принята другими стандартами, такими как EN 60617-12: 1999 в Европе и BS EN 60617-12: 1999 в Великобритании. Тип Отличительная форма Прямоугольная форма И ИЛИ НЕ В электронике вентиль НЕ чаще называют инвертором.Круг на символе называется пузырем и обычно используется в принципиальных схемах для обозначения перевернутого входа или выхода. NAND NOR На практике самым дешевым затвором в производстве обычно является вентиль NAND. Кроме того, Чарльз Пирс показал, что только вентили NAND (а также только вентили NOR) могут использоваться для воспроизведения всех остальных логических вентилей. Символически, вентиль И-НЕ может также быть показан с использованием формы ИЛИ с пузырьками на его входах, а вентиль ИЛИ-НЕ может быть показан как вентиль И с пузырьками на его входах. Это отражает эквивалентность из-за закона Де Моргана, но также позволяет легче читать диаграмму или легко отображать схему на доступные физические ворота в пакетах, поскольку любой узел схемы, имеющий пузырьки на обоих концах, может быть заменен на простое соединение без пузырьков и подходящая замена ворот. Если И-НЕ нарисовано как ИЛИ с входными пузырями, а ИЛИ как И с входными пузырями, эта подстановка логического элемента происходит автоматически на диаграмме (фактически, пузыри «отменяют»).Это обычно наблюдается на реальных логических диаграммах — таким образом, читатель не должен иметь привычку связывать фигуры исключительно как фигуры ИЛИ или И, но также учитывать пузырьки на входах и выходах, чтобы определить «истинную» логику. указанная функция. Еще два логических элемента — это функция исключающее ИЛИ или исключающее ИЛИ и обратная ей, исключающее ИЛИ или исключающее ИЛИ. Исключающее ИЛИ для двух входов истинно только тогда, когда два входных значения различных , ложь, если они равны, независимо от значения.Если имеется более двух входов, вентиль генерирует истину на своем выходе, если количество истин на его входе составляет нечетное ([1]). На практике эти вентили строятся из комбинаций более простых логических вентилей. XOR XNOR Чип 7400, содержащий четыре NAND. Два дополнительных контакта обеспечивают питание (+5 В) и подключают землю.Это был очень популярный чип, широко используемый любителями. Хранение битов [править | править источник] С концепцией логических вентилей (а также построенных на их основе) связана идея хранения небольшого количества информации. Ворота, которые обсуждались выше, не могут хранить значение: когда входы меняются, выходы немедленно реагируют. Накопительный элемент можно создать либо через конденсатор (который сохраняет заряд благодаря своим физическим свойствам), либо с помощью обратной связи. Подключение выхода логического элемента к входу заставляет его снова пропускать через логику, а правильный выбор обратной связи позволяет сохранить или изменить ее с помощью других входов.Набор вентилей, расположенных таким образом, известен как «защелка», а более сложные конструкции, в которых используются тактовые частоты (сигналы, которые колеблются с известным периодом) и изменяются только на переднем фронте, называются «триггерами с запуском по фронту». Комбинация нескольких параллельных триггеров для хранения многобитового значения называется регистром. Эти регистры или конденсаторные схемы известны как компьютерная память. Они различаются по производительности в зависимости от факторов скорости, сложности и надежности хранилища, и в зависимости от приложения используется множество различных типов конструкций. Логические вентили с тремя состояниями [править | править источник] Трехуровневые или трехуровневые логические вентили представляют собой форму электронных логических вентилей, в которых выход имеет три возможных состояния: высокое (H), низкое (L) и высокоомное (Z). Состояние Z существует только для помощи разработчику схемы и, в отличие от состояний H и L, не несет никакой информации. Эта функция используется в схемах, в которых два или более логических выхода подключены к одному логическому входу. Схема управления включает один выход за раз в зависимости от необходимой логической функции, другие выходы удерживаются в состоянии Z (также называемом «отключенным»). «Три состояния», широко используемый синоним слова «три состояния», является товарным знаком Национальной полупроводниковой корпорации. Разное [править | править источник] Логические схемы включают в себя такие устройства, как мультиплексоры, регистры, ALU и компьютерную память, вплоть до законченных микропроцессоров, которые могут содержать более миллиона вентилей. На практике затворы состоят из полевых транзисторов (FET), в частности полевых транзисторов металл-оксид-полупроводник (MOSFET). В обратимой логике используются вентили Тоффоли. Самые ранние логические вентили изготавливались механически. Чарльз Бэббидж [2] около 1837 года изобрел аналитическую машину. Его логические ворота полагались на механическую передачу для выполнения операций. Позже для логических вентилей стали использовать электромагнитные реле. В 1891 году Алмон Строуджер запатентовал устройство, содержащее схему логического переключателя (шаблон: патент США). Патент Строуджера не имел широкого распространения до 1920-х годов. Начиная с 1898 года Никола Тесла [3] подал заявку на патенты на устройства, содержащие схемы логических вентилей (см. Список патентов Тесла).В конце концов, электронные лампы заменили реле для логических операций. Модификация Ли Де Фореста в 1907 году клапана Флеминга может использоваться как логический вентиль И. Клод Э. Шеннон представил использование булевой алгебры в анализе и разработке схем переключения в 1937 году. Вальтер Боте, изобретатель схемы совпадений, получил часть Нобелевской премии по физике 1954 года за первый современный электронный логический элемент И в 1924 году. Внешние ссылки и ссылки [править | править источник] Символы для логических вентилей .Книги двадцать первого века, Брекенридж, штат Колорадо, Изобретение Тесла логического элемента AND . Книги двадцать первого века, Брекенридж, штат Колорадо, Беспроводной пульт дистанционного управления и логический шлюз электронного компьютера . Книги двадцать первого века, Брекенридж, штат Колорадо, Андерсон, Леланд И., « Никола Тесла — Управляемое оружие и компьютерные технологии ». ISBN 0-9636012-5-3 Бигелоу, Кен, « Как логические вентили работают внутри (для нескольких логических семейств) », шутка.com. К. Э. Шеннон, Символьный анализ релейных и переключающих цепей , Сделки Американского института инженеров-электриков, вып. 57, pp. 713–723, March 1938. Символы МЭК [10] Международной электротехнической комиссии определены в МЭК 60617-12 (1997-12), Графические символы для диаграмм — Часть 12: Элементы двоичной логики Босток, Джефф, « Программируемые логические устройства: технологии и приложения «.Нью-Йорк, Макгроу-Хилл, около 1988 года. ISBN 0070066116 Браун, Стивен Д. и др. др., « Программируемые вентильные матрицы «. Бостон, Kluwer Academic Publishers, c1992. Международная серия Kluwer по инженерии и информатике. ISBN 07 485 Авшалом Д., Д. Лосс и Н. Самарт, « Полупроводниковая спинтроника и квантовые вычисления ». Берлин, Спрингер, c2002 г. ISBN 3540421769 Что такое логический вентиль (И, ИЛИ, XOR, NOT, NAND, NOR и XNOR)? Определение от WhatIs.com Логический вентиль — это устройство, которое действует как строительный блок для цифровых схем. Они выполняют основные логические функции, которые являются фундаментальными для цифровых схем. В большинстве электронных устройств, которые мы используем сегодня, есть логические вентили. Например, логические вентили могут использоваться в таких технологиях, как смартфоны, планшеты или в устройствах памяти. В схеме логические вентили будут принимать решения на основе комбинации цифровых сигналов, поступающих с их входов. Большинство логических вентилей имеют два входа и один выход.Логические вентили основаны на булевой алгебре. В любой момент каждый терминал находится в одном из двух двоичных состояний: ложно или истинно . Ложь представляет 0, а истина представляет 1. В зависимости от типа используемого логического элемента и комбинации входов двоичный выход будет отличаться. Логический вентиль можно представить себе как выключатель света, в котором в одном положении выход выключен — 0, а в другом — включен — 1. Логические вентили обычно используются в интегральных схемах (IC). Базовые логические вентили Существует семь основных логических вентилей: И, ИЛИ, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, НЕ, ИЛИ, ИЛИ ИЛИ ИСКЛЮЧИТЕЛЬНОЕ ИЛИ. И | ИЛИ | XOR | НЕ | NAND | NOR | XNOR Логический элемент И назван так потому, что, если 0 называется «ложным», а 1 — «истинным», вентиль действует так же, как логический оператор «И». На следующей иллюстрации и в таблице показаны символы схемы и логические комбинации для логического элемента И. (В символе входные клеммы слева, а выходные клеммы справа.) Выходной сигнал «истина», когда оба входа «истина». В противном случае результат будет «ложным». Другими словами, выход равен 1 только тогда, когда оба входа один И два равны 1. И ворота Вход 1 Ввод 2 Выход 1 1 1 1 1 Логический элемент ИЛИ получил свое название из-за того, что он ведет себя по образцу логического включающего «или».«Выход -« истина », если один или оба входа« истина ». Если оба входа« ложь », то выход« ложь ». Другими словами, для выхода будет 1, по крайней мере, вход один ИЛИ два должны быть 1. OR ворота Ввод 1 Ввод 2 Выход 1 1 1 1 1 1 1 Логический элемент XOR ( исключающее ИЛИ ) вентиль действует так же, как логическое «или / или».«Выход -« истина », если один из входов, но не оба,« истина ». Выход« ложь », если оба входа« ложь »или если оба входа« истина ». Другой способ взглянуть на это Схема должна следить за тем, чтобы на выходе было 1, если входы разные, и 0, если входы одинаковые. вентиль XOR Вход 1 Ввод 2 Выход 1 1 1 1 1 1 Логический инвертор , иногда называемый логическим элементом НЕ , чтобы отличать его от других типов электронных инверторных устройств, имеет только один вход.Он меняет логическое состояние на обратное. Если на входе 1, то на выходе 0. Если на входе 0, то на выходе 1. Инвертор или НЕ вентиль Логический элемент И-НЕ работает как вентиль И, за которым следует вентиль НЕ. Он действует как логическая операция «и» с последующим отрицанием. На выходе будет «ложь», если оба входа «истина». В противном случае результат будет «истинным». вентиль NAND Вход 1 Ввод 2 Выход 1 1 1 1 1 1 1 Логический элемент ИЛИ представляет собой комбинацию логического элемента ИЛИ, за которым следует инвертор.Его выход будет «истина», если оба входа «ложь». В противном случае результат будет «ложным». NOR ворота Вход 1 Ввод 2 Выход 1 1 1 1 1 Логический элемент XNOR (исключающее ИЛИ) — это комбинированный вентиль XOR, за которым следует инвертор.Его вывод «истина», если входы одинаковые, и «ложь», если входы разные. Ворота XNOR Вход 1 Ввод 2 Выход 1 1 1 1 1 1 Сложные операции могут выполняться с использованием комбинаций этих логических вентилей.Теоретически нет ограничений на количество ворот, которые могут быть объединены в одно устройство. Но на практике существует ограничение на количество ворот, которые могут быть упакованы в данное физическое пространство. Массивы логических вентилей находятся в цифровых ИС. По мере развития технологии ИС требуемый физический объем для каждого отдельного логического элемента уменьшается, и цифровые устройства того же или меньшего размера становятся способными выполнять все более сложные операции с постоянно увеличивающейся скоростью. Состав логических вентилей Высокий или низкий двоичные состояния представлены разными уровнями напряжения.Логическое состояние терминала может и обычно часто изменяется по мере обработки данных схемой. В большинстве логических вентилей низкое состояние составляет приблизительно ноль вольт (0 В), а высокое состояние — приблизительно пять вольт положительного напряжения (+5 В). Логические вентили могут быть выполнены из резисторов и транзисторов или диодов. Резистор обычно может использоваться как подтягивающий или понижающий резистор. Подтягивающие и понижающие резисторы используются, когда есть какие-либо неиспользуемые входы логических элементов для подключения к логическому уровню 1 или 0.Это предотвращает ложное переключение ворот. Подтягивающие резисторы подключены к Vcc (+ 5 В), а подтягивающие резисторы — к земле (0 В). Обычно используются логические вентили TTL и CMOS. В ИС TTL, или транзисторно-транзисторной логики, будут использоваться биполярные переходные транзисторы типа NPN и PNP. КМОП, или дополнительные металл-оксидно-кремниевые ИС, построены из полевых транзисторов типа MOSFET или JFET. ИС TTL обычно обозначаются как микросхемы серии 7400, в то время как КМОП-микросхемы часто обозначаются как микросхемы серии 4000. Какие разные типы цифровых логических схем работают? Цифровая логическая схема определяется как схема, в которой предполагается, что напряжения имеют конечное число различных значений. Типы цифровых логических схем — это схемы комбинационной логики и схемы последовательной логики. Это основные схемы, используемые в большинстве цифровых электронных устройств, таких как компьютеры, калькуляторы, мобильные телефоны. Типы цифровых логических схем Цифровые логические схемы часто называют схемами переключения, потому что в цифровых схемах предполагается, что уровни напряжения переключаются с одного значения на другое мгновенно.Эти схемы называются логическими схемами, поскольку их работа подчиняется определенному набору логических правил. 1. Комбинированная логическая схема Комбинационная логическая схема Комбинационные цифровые логические схемы в основном состоят из цифровых логических вентилей, таких как вентиль И, вентиль ИЛИ, вентиль НЕ и универсальные вентили (вентиль И-НЕ и вентиль ИЛИ). Все эти вентили объединены в сложную схему переключения. Логические вентили являются строительными блоками комбинационных логических схем.В комбинационной логической схеме выходной сигнал в любой момент времени зависит только от текущего входа в этот конкретный момент времени, а комбинационные схемы не имеют никаких запоминающих устройств. Комбинационная схема — 2: 4 Декодер Кодеры и декодеры являются примерами комбинационной схемы. Декодер преобразует двоично-кодированные данные на его текущем входе в несколько различных выходных строк. Другими примерами схем комбинационной коммутации являются полусумматор и полный сумматор, кодер, декодер, мультиплексор, демультиплексор, преобразователь кода и т. Д. Комбинационные схемы используются в микропроцессоре и микроконтроллере для проектирования аппаратных и программных компонентов компьютера. Классификация комбинационных цифровых логических схем Комбинационные цифровые логические схемы подразделяются на три основные части — арифметические или логические функции, передача данных и преобразователь кода. Следующая таблица детализирует дальнейшую классификацию комбинационных цифровых логических схем. Классификация схем комбинационной логики 2. Схемы последовательной цифровой логики Схема последовательной цифровой логики A Схема последовательной цифровой логики отличается от схем комбинационной логики. В последовательной схеме выход логического устройства зависит не только от текущих входов устройства, но также и от прошлых входов. Другими словами, выход последовательной логической схемы зависит от текущего входа, а также от текущего состояния схемы. В отличие от комбинационных схем, последовательные схемы имеют устройства памяти для хранения прошлых выходов. Фактически последовательные цифровые логические схемы представляют собой не что иное, как комбинационную схему с памятью. Эти типы цифровых логических схем разработаны с использованием конечного автомата. Последовательные схемы: J / K-триггер Примерами последовательных логических схем являются счетчики, триггеры, построенные с использованием цифровых логических вентилей и памяти. Есть два входа, которые управляются схемами комбинационной логики для получения различных выходов. Выходные данные запоминающих устройств поступают на схему комбинационной логики. Внутренние входы и выходы являются частью вторичных устройств. Вторичные устройства ввода — это переменные состояния, создаваемые элементами хранения, тогда как вторичные устройства вывода представляют собой возбуждения для элементов хранения. Типы последовательных логических схем Последовательные цифровые схемы подразделяются на три основные части: управляемые событиями, тактовые импульсы и импульсные. 1.Цепи, управляемые тактовой частотой Это синхронная цифровая логическая схема, в которой изменение состояния выхода происходит только тогда, когда входной сигнал подается вместе с тактовыми импульсами. В синхронной последовательной схеме используются импульсные или тактовые входы. 2 . Цепи, управляемые событиями Это асинхронные цифровые логические схемы, в которых изменение состояния выхода происходит, даже если мы не применяем входной сигнал вместе с тактовыми импульсами. Асинхронная схема использует импульсы входов вместо тактового сигнала. Выход последовательных цепей может быть импульсным или выходным по уровню. Импульсный выход : Импульсный выход — это выход, который длится в течение определенного входного импульса, но в некоторых случаях может быть меньше. Для тактируемых последовательных схем выходной импульс имеет ту же длительность, что и тактовый импульс. Выход уровня : Выход уровня относится к выходу, который изменяет состояние в начале входного импульса или тактового импульса и остается в этом состоянии до следующего входа или тактового импульса. Общие цифровые ИС, используемые в цифровых логических схемах Ниже приводится сводная таблица цифровых ИС CMOS и TTL, используемых в большинстве цифровых схем. Общие цифровые микросхемы Мы надеемся, что наша статья была простой и информативной, и теперь читатели могут получить четкое представление о типах цифровых логических схем. alexxlab Посмотреть все записи автора alexxlab → Вам также может понравиться Сайт для энергетиков: Блог об энергетике | энергетика простыми словами 17.04.202128.11.2020 Почему младенец плохо спит: 7 основных причин нарушения сна у детей до 6 месяцев 01.11.202407.10.2024 Векторная диаграмма напряжений и токов онлайн: Векторная диаграмма напряжений и токов онлайн 14.10.201812.02.2021 Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт