Logikgatter

Um elektrische Signale miteinander verknüpfen zu können verwendet man so genannte logische Gatter - oder Logikgatter. Diese können beispielsweise mittels Relais - oder heute mit Halbleiterbauteilen wie Transistoren oder Dioden - einfach umgesetzt werden und/oder in Mikrochips tausendfach in eine Schaltung integriert werden. Diese logischen Gatter bilden den zentralen Inhalt von logischen Schaltungen - also dem elektronischen Innenleben von Rechnern und Computern.

"Ein Logikgatter oder Gatter (engl. gate) vollzieht in der technischen Informatik eine logische Auswertung von Eingangssignalen an einer Schaltung der Digitaltechnik. Dabei werden an einem oder mehreren Eingängen Spannungszustände angelegt – gemeinhin als „0” (geringe Spannung) oder „1” (hohe Spannung) interpretiert –, die mit logischen Operatoren wie UND, ODER oder NICHT in ein einziges logisches Ergebnis umgewandelt werden."

Zitat Ende

Die rechts stehende Flash-Simulation zeigt die wesentlichsten Gatter und können durch Anklicken der Buttons aktiviert werden. Wie man sofort sieht variieren die Signale der Lampen in Abhängigkeit von der Betätigung der Buttons. Das And-Gatter lässt z.B. nur ein Signal am Ausgang (Lampe leuchtet) zu, wenn sich beide Eingangssignale im High-Level befinden. Genau umgekehrt reagiert das Nand-Gatter (Not And Gatter): Dieses setzt das Signal der Lampe erst auf Low, wenn sich beide Eingangssignale im High-Level befinden.

Da die logischen Gatter für unseren weiteren Überlegungen von größter Bedeutung sind sollte man sich nun intensiv mit ihnen auseinandersetzen. Dabei können uns die Wahrheitstabellen der einzelnen Gatter helfen. Wahrheitstabellen zeigen den Signalverlauf der Ein- und Ausgangssignale in Tabellenform an. Die Eingangssignale bekommen den Namen A bzw. B und das Ausgangssignal heißt y. Untersuche zuerst die Wahrheitstabelle für das And-Gatter:

Wie bereit bemerkt liegt das Ausgangssignal nur auf High-Level (1) wenn auch die beiden Eingangssignale sich in diesem Level befinden. Untersuche nun selbständig die Wahrheitstabellen aller logischen Gatter ...