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Puertas: AND, OR y NOT como hardware real

Una puerta no es un símbolo en un papel: son unos cuantos transistores conectados de modo que la tensión de salida responde a una pregunta de sí o no.

13 min · 42 XP

En la parte de lógica, AND, OR y NOT eran reglas para combinar verdadero y falso. En hardware cada una es un componente pequeño con cables de entrada y un cable de salida, y la regla la impone la física: dale ciertas tensiones y produce cierta tensión. Conecta a una puerta dos cables que llevan 0 y 1 y mide el tercero con un voltímetro: verás ocurrir la tabla de verdad.

Lo que conmuta es un transistor. Piensa en un interruptor de luz, solo que en vez de tu dedo lo acciona un tercer cable. Pon tensión en ese cable de control y la corriente puede circular entre los otros dos; quita la tensión y no puede. Un transistor es un interruptor. Una puerta como AND se construye con unos cuantos colocados de forma que la salida solo sube cuando las dos entradas están altas.

A   B  |  A AND B     A   B  |  A OR B     A  |  NOT A
0   0  |     0        0   0  |     0       0  |    1
0   1  |     0        0   1  |     1       1  |    0
1   0  |     0        1   0  |     1
1   1  |     1        1   1  |     1Las tres tablas de verdad, una al lado de otra

Una tabla de verdad es la descripción completa de una puerta. Enumera todas las combinaciones de entradas y la salida de cada una, así que con la tabla sabes todo lo que hace el circuito: no necesitas saber qué transistores tiene dentro ni cómo están colocados. Dos circuitos distintos con la misma tabla de verdad son intercambiables.

Input AAND gateInput BLampboth inputs are 1111, the lamp lights upnow B drops to 000, one zero is enough

Práctica

  1. Con A = 1 y B = 0, ¿cuánto vale (A OR B) AND B?

    Pistas
    • Resuelve primero el paréntesis, igual que en aritmética.
    • OR basta con un lado verdadero; después AND exige que sus dos lados sean verdaderos.

    14 XP

  2. Empareja cada circuito con el comportamiento que produce.

    Pistas
    • Cada fila es un circuito distinto, no otra forma de escribir el mismo.
    • Una cadena en serie tiene un hueco en cuanto se abre un interruptor; un par en paralelo todavía tiene paso.

    13 XP

  3. Ordena estos pasos para ir de una pregunta sobre verdadero y falso hasta una puerta que funciona.

    Pistas
    • Empieza por la parte física que conmuta, no por el cable.
    • Un transistor es un interruptor sin partes móviles, y justo eso es lo que lo hace fiable.

    13 XP