שיעור 2: טרנזיסטורים ושערים לוגיים

בשיעור הקודם ראינו שבתחתית המחשב יושב הטרנזיסטור (Transistor). עכשיו נבין מה הוא באמת עושה: הוא מתג חשמלי שמצב 'דלוק' או 'כבוי' שלו נשלט על ידי מתח (Voltage). אנחנו לא נצלול לכימיה או לפיזיקה של הייצור — מספיק לנו הרעיון של מתג נשלט. נמפה 'דלוק/כבוי' ל-1/0, ואז נחבר כמה מתגים יחד כדי לבנות שער לוגי

טרנזיסטור הוא ברז חשמלי קטן: אות אחד מחליט אם הזרם עובר או לא. כשמחברים כמה ברזים כאלה בצורות שונות, מקבלים 'שערים' שיודעים לענות על שאלות כן/לא פשוטות — וזה כל מה שצריך כדי לבנות מחשב.

טרנזיסטור: מתג חשמלי הנשלט על ידי מתח: אות בכניסת הבקרה קובע אם זרם זורם בין שתי נקודות. דלוק/כבוי מייצג 1/0.
שער לוגי: רכיב הבנוי מכמה טרנזיסטורים שמקבל ביט אחד או יותר בכניסה ומפיק ביט פלט לפי כלל לוגי קבוע.
שער NOT (מהפך): שער עם כניסה אחת שהופך את הביט: 0 הופך ל-1 ו-1 הופך ל-0.
שער AND (וגם): פלטו 1 רק כאשר כל הכניסות הן 1; אחרת הפלט 0.
שער OR (או): פלטו 1 כאשר לפחות אחת הכניסות היא 1; הפלט 0 רק כששתי הכניסות 0.
שער XOR (או בלעדי): פלטו 1 כאשר הכניסות שונות זו מזו (אחת 0 והשנייה 1), ו-0 כשהן זהות.
שער NAND: ההיפוך של AND: פלטו 0 רק כשכל הכניסות 1, ובכל מקרה אחר 1. שער אוניברסלי.
טבלת אמת: טבלה המפרטת את פלט השער עבור כל צירוף אפשרי של ערכי הכניסה.
שער אוניברסלי: שער שממנו לבדו אפשר לבנות כל פונקציה לוגית אחרת. NAND ו-NOR הם שערים אוניברסליים.