
逻辑运算(Logical Operations)是数字电路与计算机科学中基于布尔代数的核心概念,主要包含四种基础操作:逻辑与(AND)、逻辑或(OR)、逻辑非(NOT)和逻辑异或(XOR)。其本质是通过二进制变量(0和1)的输入组合产生确定输出结果的数学过程。
逻辑与(AND)
符号为$land$,仅当所有输入为1时输出为1,否则为0。例如在安全系统中,需同时满足密码与生物识别(AND条件)才允许访问。真值表可表示为: $$ begin{array}{cc|c} A & B & A land B hline 0 & 0 & 0 0 & 1 & 0 1 & 0 & 0 1 & 1 & 1 end{array} $$
逻辑或(OR)
符号为$lor$,任意输入为1则输出1,常用于冗余系统设计。如火灾警报触发条件包含烟雾传感器或温度传感器信号(OR条件)。
逻辑非(NOT)
符号为$ eg$,实现二进制取反操作,是构建加法器等算术单元的基础组件,真值表为: $$ begin{array}{c|c} A & eg A hline 0 & 1 1 & 0 end{array} $$
逻辑异或(XOR)
符号为$oplus$,当输入相异时输出1,应用于奇偶校验与数据加密算法。其特性满足:$A oplus B = ( eg A land B) lor (A land eg B)$。
学术参考文献:加州大学伯克利分校《数字集成电路设计》(Rabaey et al., 2003)与IEEE标准754-2019均明确规范了逻辑运算在硬件描述语言(HDL)中的实现标准。
逻辑运算是一种基于布尔代数的基本操作,主要用于处理“真”(1/True)和“假”(0/False)两种逻辑值。以下是其核心概念和常见类型:
与(AND)
符号:∧ 或 &
规则:所有输入为真时,结果才为真。
示例:A ∧ B(仅当A和B均为真时结果为真)。
或(OR)
符号:∨ 或 |
规则:至少一个输入为真时,结果为真。
示例:A ∨ B(A或B任意一个为真时结果为真)。
非(NOT)
符号:¬ 或 ~
规则:对输入取反。
示例:¬A(若A为真,则结果为假)。
异或(XOR)
符号:⊕
规则:输入值不同时结果为真,相同时为假。
示例:A ⊕ B(A和B不同则为真)。
与非(NAND)
符号:↑
规则:先执行AND运算,再取反。
示例:A NAND B = ¬(A ∧ B)。
或非(NOR)
符号:↓
规则:先执行OR运算,再取反。
示例:A NOR B = ¬(A ∨ B)。
以AND、OR、NOT为例: | A | B | A ∧ B | A ∨ B | ¬A | |---|---|-------|-------|----| | 0 | 0 | 0 | 0 | 1| | 0 | 1 | 0 | 1 | 1| | 1 | 0 | 0 | 1 | 0| | 1 | 1 | 1 | 1 | 0|
if (A && B)
)。AND
/OR
)。逻辑运算是数字系统、算法设计和人工智能的基础工具,通过组合不同运算符可实现复杂的逻辑判断与数据处理。
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