Première NSI Mme Pierrot
Architecture matérielle d’un ordinateur Les portes logiques
Thème :
Les portes logique – architecture matérielle
Compétences à acquérir :
Savoir combiner des opérateurs logiques pour en constituer de nouveaux
Eléments d’information et exemples.
Sitographie : https://logic.ly/demo Document 1 : Le transistor
Un transistor est un composant électronique à trois fils : émetteur, base et collecteur.
Si la base est bien chargée électriquement, le courant passe ; si la base n'est pas suffisamment chargée, le courant ne passe plus ; ce qui permet d'assimiler un transistor à un interrupteur.
Il existe donc un SEUIL DE BASCULEMENT pour déterminer si le courant passe ou pas.
Document 2 :
principe de construction d’une porte logique.
Porte « non » :
Porte « non ou » :
Travail à réaliser
1) A partir du document 2 dessiner le circuit permettant d’obtenir la porte logique « OU » ou « OR »
On peut démontrer qu’avec des portes NON et OU on peut reconstruire toutes les autres ; en pratique, en fonction des choix techniques faits par les constructeurs, pour créer une même porte : on assemblera des portes pour en faire d’autres ou on assemblera directement les transistors pour gagner de la place et des transistors.
Première NSI Mme Pierrot 2) Remplir le tableau des tables de vérité.
3) En utilisant le logiciel en ligne logic.ly
• recréer la porte ET en n’utilisant que des portes NON et OU
• recréer la porte OU EXCLUSIF (XOR) en n’utilisant que des portes NON, OU et ET
• On appelle multiplexeur à trois fils un composant électronique A, B et T qui renvoie la valeur de A si T vaut 1 et celle de B si T vaut 0
• Écrire la table de vérité de ce multiplexeur et le construire.
• Construire un additionneur de deux signaux à un bit et qui donne le résultat sur deux bits.
• Construire un additionneur de deux signaux à deux bits et qui donne le résultat sur trois bits.
Attention au problème des retenues.
Remarque : on peut coder ainsi dans le dur toutes sortes d’opérations ...
Première NSI Mme Pierrot 4) Principe d’une case mémoire
Avec deux portes NON on peut créer le circuit : L’état de la sortie est le même que celui de l’entrée
On peut faire les connexions suivantes :
et puisque la sortie de A est réinjectée dans B, cela perpétue la sortie en A On supprime alors la connexion ainsi :
et on conserve dans ce circuit la valeur initiale 1 ou 0.
Évidemment ,ce circuit qui a une sortie et pas d’entrée ne permet pas de changer la valeur mémorisée … ! On réutilise donc ce circuit avec deux portes OU pour créer une « bascule » :
On peut remarquer qu’avec ce nouveau circuit : tant que les entrées sont dans l'état 0, tout se passe comme dans le circuit précédent …
En revanche, si pendant une courte durée on met l'entrée 1 dans l'état 1 tout en laissant l'entrée 2 dans l'état 0, alors la sortie de A passe à l'état 0, et la sortie de B passe dans l'état 1. On
force donc le circuit à se mettre dans l'état A = 0 et B = 1, c'est-à-dire à mémoriser la valeur 0.
Et quand l'entrée 1 sera revenue à la valeur 0, le circuit restera dans cet état ! À tester avec llogic.ly
Avec un raisonnement analogue, on voit que si l’entrée 2 passe à 1 brièvement , on mémorise la valeur 1.
