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数字逻辑中的布尔代数

1854
  • George Boole
木制书桌上摆放着账本、羽毛笔和黑板,上面显示着布尔代数逻辑门。

(生成的图像仅供参考)

数字电子技术以布尔代数为基础,布尔代数是乔治-布尔提出的一种数学逻辑系统。它使用两个值,通常是 0 和 1(或假和真),以及三种基本运算:AND(连接)、OR(析取)和 NOT(否定)。这些运算直接对应于构成所有数字电路构件的逻辑门。

布尔代数为分析和设计数字电路提供了形式框架。在这个系统中,变量只能取两个值中的一个,在电子学中,这两个值由不同的电压电平表示(例如,0V 表示逻辑 ‘0’,+5V 表示逻辑 ‘1’)。AND 运算只有在所有输入均为真的情况下才为真。如果至少有一个输入为真,则 OR 运算为真。NOT 运算将输入值反转。这些基本运算可以组合成更复杂的功能,如 XOR(排他 OR)、NAND(非 AND)和 NOR(非 OR)。.

克劳德-香农(Claude Shannon)在其 1937 年的硕士论文中率先证明,布尔的二值代数可以用来描述开关电路(如使用机电继电器的电路)的运行。这一见解将抽象数学与实际工程联系起来,为现代数字电路设计奠定了基础。任何逻辑表达式都可以利用布尔代数定律(如交换律、联立律、分配律和德摩根定理)进行简化,这使得工程师可以减少所需的逻辑门数量,从而最大限度地降低电路复杂性、成本、功耗和传播延迟。.

UNESCO Nomenclature: 1202
- 计算机科学

类型

抽象系统

中断

基础

使用方法

广泛使用

前体

  • 亚里士多德逻辑
  • 戈特弗里德-威廉-莱布尼兹关于二进制系统的著作
  • 19 世纪符号逻辑的发展

应用

  • 数字逻辑电路设计
  • 计算机处理器
  • 存储单元
  • 可编程逻辑控制器 (plcs)
  • 软件编程逻辑

专利:

NA

潜在的创新想法

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历史背景

数字逻辑中的布尔代数

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1896
1911
1925
1827
1848
1850
1854
1895
1900
1914
1925

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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