
邏輯運算(Logical Operations)是數字電路與計算機科學中基于布爾代數的核心概念,主要包含四種基礎操作:邏輯與(AND)、邏輯或(OR)、邏輯非(NOT)和邏輯異或(XOR)。其本質是通過二進制變量(0和1)的輸入組合産生确定輸出結果的數學過程。
邏輯與(AND)
符號為$land$,僅當所有輸入為1時輸出為1,否則為0。例如在安全系統中,需同時滿足密碼與生物識别(AND條件)才允許訪問。真值表可表示為: $$ begin{array}{cc|c} A & B & A land B hline 0 & 0 & 0 0 & 1 & 0 1 & 0 & 0 1 & 1 & 1 end{array} $$
邏輯或(OR)
符號為$lor$,任意輸入為1則輸出1,常用于冗餘系統設計。如火災警報觸發條件包含煙霧傳感器或溫度傳感器信號(OR條件)。
邏輯非(NOT)
符號為$ eg$,實現二進制取反操作,是構建加法器等算術單元的基礎組件,真值表為: $$ begin{array}{c|c} A & eg A hline 0 & 1 1 & 0 end{array} $$
邏輯異或(XOR)
符號為$oplus$,當輸入相異時輸出1,應用于奇偶校驗與數據加密算法。其特性滿足:$A oplus B = ( eg A land B) lor (A land eg B)$。
學術參考文獻:加州大學伯克利分校《數字集成電路設計》(Rabaey et al., 2003)與IEEE标準754-2019均明确規範了邏輯運算在硬件描述語言(HDL)中的實現标準。
邏輯運算是一種基于布爾代數的基本操作,主要用于處理“真”(1/True)和“假”(0/False)兩種邏輯值。以下是其核心概念和常見類型:
與(AND)
符號:∧ 或 &
規則:所有輸入為真時,結果才為真。
示例:A ∧ B(僅當A和B均為真時結果為真)。
或(OR)
符號:∨ 或 |
規則:至少一個輸入為真時,結果為真。
示例:A ∨ B(A或B任意一個為真時結果為真)。
非(NOT)
符號:¬ 或 ~
規則:對輸入取反。
示例:¬A(若A為真,則結果為假)。
異或(XOR)
符號:⊕
規則:輸入值不同時結果為真,相同時為假。
示例:A ⊕ B(A和B不同則為真)。
與非(NAND)
符號:↑
規則:先執行AND運算,再取反。
示例:A NAND B = ¬(A ∧ B)。
或非(NOR)
符號:↓
規則:先執行OR運算,再取反。
示例:A NOR B = ¬(A ∨ B)。
以AND、OR、NOT為例: | 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
)。邏輯運算是數字系統、算法設計和人工智能的基礎工具,通過組合不同運算符可實現複雜的邏輯判斷與數據處理。
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