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Algèbre booléenne en logique numérique

1854
  • George Boole
Bureau en bois avec grand livre, plume et tableau noir montrant les portes logiques de l'algèbre booléenne.

(generate image for illustration only)

L'électronique numérique est basée sur l'algèbre de Boole, un système mathématique de logique introduit par George Boole. Elle utilise deux valeurs, généralement 0 et 1 (ou faux et vrai), et trois opérations de base : AND (conjonction), OR (disjonction) et NOT (négation) : ET (conjonction), OU (disjonction) et SAUF (négation). Ces opérations correspondent directement aux portes logiques qui constituent les éléments de base de tous les circuits numériques.

Boolean algebra provides the formal framework for analyzing and designing digital circuits. In this system, variables can only take one of two values, which in electronics are represented by different voltage levels (e.g., 0V for logic ‘0’ and +5V for logic ‘1’). The AND operation is true only if all its inputs are true. The OR operation is true if at least one input is true. The NOT operation inverts the input value. These fundamental operations can be combined to create more complex functions like XOR (exclusive OR), NAND (NOT AND), and NOR (NOT OR).

Claude Shannon was the first to demonstrate in his 1937 master’s thesis that Boole’s two-valued algebra could be used to describe the operation of switching circuits, such as those using electromechanical relays. This insight connected abstract mathematics to practical engineering, laying the groundwork for modern digital circuit design. Any logical expression can be simplified using Boolean algebraic laws (e.g., commutative, associative, distributive laws, and De Morgan’s theorems), which allows engineers to reduce the number of required logic gates, thereby minimizing circuit complexity, cost, power consumption, and propagation delay.

UNESCO Nomenclature: 1202
- Informatique

Taper

Système abstrait

Perturbation

Fondamentaux

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • logique aristotélicienne
  • Gottfried Wilhelm Leibniz’s work on binary systems
  • Symbolic logic development in the 19th century

Applications

  • design of digital logic circuits
  • computer processors (cpus)
  • memory units
  • programmable logic controllers (plcs)
  • software programming logic

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

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