Logic Gates: Circuit Simulator — Изучайте логические элементы, собирая настоящие схемы и проверяя их с помощью таблиц истинности

Главный критерий — нужно ли вам действительно собирать схему, а не просто читать о ней. Logic Gates: Circuit Simulator помещает каждый урок на 3D-макетную плату: перетащите логический элемент, подключите его входы, нажмите Run — и таблица истинности построчно покажет, работает ли схема. Курс включает 34 урока в четырёх мирах — от семи базовых логических элементов до сумматоров, мультиплексоров и последовательной логики — и бесплатно доступен на Android.

Да. Logic Gates: Circuit Simulator — название в Google Play, а на экранах и в уроках самого приложения оно называется Logic Gates Lab. Это одно и то же приложение с теми же 34 уроками, 12 лабораториями по сборке схем, 8 проектами и ежедневной задачей Daily Circuit.

Таблица истинности содержит в каждой строке одну из всех возможных комбинаций входов логического элемента или схемы, а в последнем столбце — выход, который соответствует этой комбинации. Поскольку число входов конечно — два входа дают четыре строки, а три входа дают восемь, — таблица истинности полностью описывает поведение схемы, не оставляя места для разночтений. Logic Gates Lab показывает ожидаемую таблицу истинности рядом с фактическим результатом вашей собранной схемы, а несовпадающая строка подсвечивается красным.

NAND — это логический элемент AND, за которым следует NOT. Его называют универсальным, потому что любой другой логический элемент — включая AND, OR, NOT и XOR — можно собрать только из соединённых в правильной конфигурации элементов NAND. Это важно при проектировании реальных чипов: многократно производить один тип элементов проще, чем несколько разных. В мире Gate Fundamentals приложения Logic Gates Lab элемент NAND рассматривается именно как такой универсальный строительный блок.

Half adder складывает ровно два бита и выдаёт Sum (через XOR) и Carry (через AND), но не умеет принимать перенос с предыдущего сложения. Full adder получает три входа — два бита и этот входящий перенос, — поэтому full adders можно соединять в цепочку для сложения чисел шире одного бита, например в 2-bit adder, до которого доходят проекты Logic Gates Lab.

Карта Карно — это таблица, в которой выходы таблицы истинности расположены так, чтобы любые две соседние ячейки отличались ровно одним входным битом. Благодаря этому группы одинаковых выходов хорошо видны, и булево выражение можно упростить визуально, не применяя пошагово тождества булевой алгебры и законы де Моргана. Logic Gates Lab знакомит с картами Карно в World 2 вместе с остальными темами булевой алгебры.

Выход комбинационной схемы зависит только от её текущих входов — так работают, например, сумматор или мультиплексор. В последовательной схеме есть память: SR latch или D flip-flop сохраняет значение в течение тактового цикла, поэтому её выход зависит не только от текущих, но и от предыдущих входов. Регистры и ripple counters, собранные из соединённых в цепочку flip-flops, позволяют схеме хранить состояние, а не просто мгновенно реагировать на входной сигнал. Последовательной логике посвящён World 4 Logic Gates Lab.

Да. Все девять уроков World 1 — каждый базовый логический элемент, а также законы де Моргана — и все шесть практических лабораторий этого мира бесплатны. В бесплатную версию также входят неограниченный sandbox с сохранением 3 схем, проект Half Adder и ежедневная задача Daily Circuit. Pro открывает Worlds 2–4, оставшиеся 7 проектов — вплоть до 1-битного ALU, неограниченные запуски Exam Mode, ИИ-репетитора по схемам и неограниченное число сохранённых схем в sandbox.

Нет. Logic Gates: Circuit Simulator доступно на телефонах и планшетах Android через Google Play, и эта страница ведёт только на эту страницу приложения.

Это новая задача на сборку схемы, которая появляется каждый день и определяется датой: соберите схему, соответствующую заданной таблице истинности, используя ограниченное число логических элементов. Она навсегда остаётся бесплатной, полностью работает офлайн, ведёт серию лучших результатов и предлагает необязательное локальное напоминание, которое можно включить в Settings.

Каждая целевая таблица — в каждом уроке, проекте и экзаменационном вопросе — вычисляется на основе того же небольшого набора булевых функций, который симулятор использует для проверки вашей схемы. Всё выполняется на устройстве, без обращения к серверу. Поэтому заявленный ответ никогда не расходится с тем, что фактически проверяет движок, а проверка работает даже при полном отсутствии подключения.