Paylaşım Yap
Tüm Reklamları Kapat
Tüm Reklamları Kapat

Elektroniğin Yapı Taşı Olan Mantık Kapıları Nedir? Neden Önemlidir?

Elektroniğin Yapı Taşı Olan Mantık Kapıları Nedir? Neden Önemlidir? YouTube
7 dakika
12,833
Tüm Reklamları Kapat

En basit tanımıyla mantıksal kapılar, gelen bilgiyi alırlar (input) ve hangi mantıksal kapının kullanıldığına bağlı olarak farklı bilgi çıktılarlar (output).

Özellikle bilgisayarların çalışmasını mümkün kılan mikroişlemciler başta olmak üzere bilgisayar hafıza cihazları, aritmetik mantık üniteleri, bilgi kayıt cihazları, multiplexer gibi çok girdili araçları mümkün kılan sayısız unsur, mantık kapıları (ya da mantıksal kapılar) denen basit sistemlerden oluşmuşlardır veya bunların varlığına ihtiyaç duyarlar. Bu yazımızda sözünü edeceğimiz mantık kapıları, bilgisayarların yapı taşları olan diyotlar ve transistörler başta olmak üzere vakum tüpleri, elektromanyetik röleler, akışkan mantığı, basınca dayalı mantık, optik, moleküler sistemler ve hatta mekanik elemanlar gibi araçlar kullanılarak inşa edilebilirler. Hatta göstereceğimiz gibi, domino taşlarıyla bile inşa etmek mümkündür!

Tüm Reklamları Kapat

Bilgisayarlarda alınan bilgi; "açık" veya "kapalı", "doğru" veya "yanlış", "yüksek" veya "düşük", "1" veya "0" şeklinde değerler alabilen elektrik sinyalleridir. Bu zıt terimlerden oluşan ikili setler, neredeyse her zaman aynı anlama gelirler. Örneğin bilgisayarların altyapısı olan meşhur "1" ve "0" ikilisi veya devrelerde kullanılan "yüksek" ve "düşük" ikilisi, aslında aynı şeyi ifade ederler: Devre üzerinde üretilen elektrik potansiyeli (voltaj) yüksekse buna "1", düşükse "0" denir. Genellikle basit devrelerde 5 Voltluk bir potansiyel fark, 1'e, yani "açık" duruma işaret eder. 0 Voltluk bir fark ise 0'a denk gelir. İşte 11100101 şeklinde ifade edilen ikili sistem verileri, aslında devrenin sürekli olarak 5 Volt ile 0 Volt arasında gidip gelmesinin ifadesidir. Buna bağlı olarak, çeşitli devre parçaları, çeşitli işler yaparlar. 

İşte mantık kapıları, devrenin farklı noktalarından gelen 1 ve 0 bilgilerini alarak çeşitli çıktılar üretir. Örneğin bir yazının tamamını seçmek için kullandığınız CTRL ve A tuşlarına bastığınızda, klavyeden işlemciye iki adet 1 bilgisi gittiğini düşünebilirsiniz (aslında olan bu değildir; fakat böyle hayal etmek mantık kapılarını anlamanızı kolaylaştırabilir). Bu ikili aynı anda gelmediği sürece, işlemci "tüm metni seç" emrine karşılık gelen sinyali üretemez. Eğer mantık kapıları (ve onları uygulamakta kullandığımız transistörler ve diyotlar) olmasaydı ve transistörler sayesinde inşa edilen mikroişlemciler olmasaydı, bu şekilde karmaşık işlemleri başarmamız mümkün olmazdı - veya çok ama çok daha zor olurdu.

Tüm Reklamları Kapat

Instrumentation Tools

Mühendislikte kullanılan çok sayıda ve farklı tipte mantık kapısı bulunur, bunlardan yaygın olarak kullanılan bazılarını yukarıdaki tabloda görebilirsiniz. Görseldeki yeşil tırtıklı/kırçıllı yapılar, elektriğin o taraftan aktığı anlamına gelmektedir. Düz çizgiler ise üzerinden akım geçmeyen devre bağlantılarıdır. Örneğin "VE Kapısı" örneğinde, tıpkı yukarıdaki CTRL ve A tuşları örneğinde olduğu gibi, kapının sol tarafındaki iki kablodan da akım geçmediği sürece sinyal üretilmez. Burada "sinyal üretmek", sağ taraftan sinyalin çıkarak akabilmesi anlamına gelir. Kapının adına "ve" adı verilmesinin nedeni, hem birinci, hem de ikinci kablolardan akım geçtiği takdirde akım geçirmesidir. Yani 1. ve 2. kablodan akım geçtiğinde... Eğer ikisinden de akım geçmezse, sinyal de üretilmez. Yani bazılarının sandığının aksine "ve" kapısı bir şeylerin kısaltması ya da teknik bir terim değildir. Türkçede bağlaç olan "ve"dir. Aynı durum, "VEYA Kapısı" için de geçerlidir. Bu durumda da, 1. veya 2. kablodan akım gelmesi yeterlidir. İkisinin aynı anda olmasına gerek yoktur. İkisinden birinden akım geldiğinde, sinyal karşı tarafa geçebilir.

Tüm bunları, domino taşlarından oluşturulan sistemlerle pratik olarak gözlemek mümkündür. Sonuçta tıpkı domino taşlarının bir tanesi devrildiğinde diğerlerinin de sırayla devrilmesi gibi, elektronlar da devre içerisinde potansiyel fark (voltaj) bulunması halinde hızla akmaya başlarlar. Şimdi birkaç mantık kapısına daha yakından bakalım ve domino taşları örneğimizde neye karşılık geleceklerini görelim:

VE Kapısı (AND Gate)

Türkçede "VE Kapısı" dediğimiz kapının karşılığı İngilizcede "ve" ve "kapı" anlamlarına gelen AND Gate'tir. Az önce de sözünü ettiğimiz gibi AND kapısı, sinyali yalnızca her iki girdi de “açık” (veya "1" veya "yüksek") olduğunda geçiren bir mantıksal kapıdır. AND kapısı için kullanılan sembol aşağıda gösterilmiştir ve tabloda da girdilerin tüm olası kombinasyonlarında çıktılanacak sonuçları görüyorsunuz.

Evrim Ağacı'ndan Mesaj

Bunu domino taşlarıyla örnekleyecek olursak:

Aslında AND kapısını domino taşlarıyla sembolize etmek birazcık zordur. Fakat diğer kapılar için domino analojisinin (benzetiminin) epey kolaylık sağladığını göreceksiniz. Görseldeki sorulara cevap verecek olursak... Eğer ki bir kol, diğerinden daha uzun olmayacak olursa, ikisinden birinin taşları devirmesi devrenin tamamlanması, yani dominoların devrilmeyi sürdürmesi için yeterli olacaktır. Öte yandan eğer ki bir kolu diğerinden uzun yaparsak, ancak iki taraf da buluşma noktasına ulaştıktan sonra devre yoluna devam edebilir. Dediğimiz gibi dominolar bu durumda harika birer benzetim sağlamıyor; fakat işe yarayacaklar.

VEYA Kapısı (OR Gate)

VEYA Kapısı, ya da İngilizcedeki karşılığıyla OR Gate, en sık karşılaşacağınız ikinci kapıdır. OR kapısı, bir ya da birden fazla girdi “açık” olduğunda sinyali geçiren mantıksal kapıdır. OR kapısı için kullanılan sembol aşağıda gösterilmiştir ve tabloda da girdilerin tüm olası kombinasyonlarında çıktılanacak sonuçları görüyorsunuz.

Günlük dilde “veya” sözcüğünü kullanırken genelde “bir şey veya diğer şey fakat ikisi birden değil” gibi bir mana veriyoruz. Fakat mühendislik söz konusu olduğunda, mantıksal kapı olan VEYA’nın “biri veya diğeri veya ikisi de” anlamına geldiğini bilmek önemlidir. Yani eğer ki devrenin sol tarafındaki iki kablodan birisinde 1 değeri (veya "yüksek" veya "açık") varsa akım yoluna devam eder, çıktı olarak sinyal üretilir. Eğer iki kabloda da 1 varsa, yine akım yoluna devam eder ve sinyal üretilir. Ancak sol taraftaki devrelerden ikisinden de 1 değeri gelmiyorsa (yani ikisinden de 0 değeri geliyorsa) sinyal üretilmez. Dolayısıyla devrenin verdiği değer de 0, yani "kapalı" ya da "düşük" olacaktır. Şimdi buna domino taşlarıyla bakalım:

Görebileceğiniz gibi VEYA Kapısı için domino taşları inanılmaz kullanışlıdır, üstelik bir sistem yaratmak (ve o sistemin neden o şekilde çalıştığını anlamak) oldukça da kolaydır. Eğer ki sol taraftaki domino zincirlerinden herhangi bir tanesi devrilecek olursa, sistem yoluna devam edecektir ve sağ taraftakiler de devrilecektir. Aynı zamanda, soldaki domino dizilerinin ikisi de devrilecek olursa, sağdakiler yine devrilecektir. Ancak soldakilerin ikisi de devrilmiyorsa, sağdakiler de devrilmeyecektir. 

Tüm Reklamları Kapat

VEYA Kapısını günlük yaşantımızda bir cep telefonu örneğiyle görebiliriz. Örneğin basit cep telefonları, arama gelse de, mesaj gelse de öterek sinyal verirler. Hatta hem mesaj, hem arama geldiğinde de öterler. Ancak ne mesaj ne de arama geliyorsa, telefon da ötmeyecektir. 

Bunlar basit olanlardı, şimdi birazcık daha ilginç ve zarif olan bir örneğe bakalım:

DIŞLAMALI VEYA Kapısı (XOR Gate)

Bazen "EXCLUSIVE OR" olarak adlandırılan XOR kapısı, girdilerden tam olarak biri “açık” olduğunda sinyali geçiren mantıksal kapıdır. VEYA kapısıyla farkı OR kapısında ikisi de “açık” olduğunda sinyalin artık geçmeyişidir. Yani VEYA Kapısı'ndaki "ikisi de açıkken sinyalin geçebilmesi" olayı, XOR Kapısı için geçerli değildir. Bunun haricinde her şey aynıdır. XOR kapısı için kullanılan sembol aşağıda gösterilmiştir ve tabloda da girdilerin tüm olası kombinasyonlarında çıktılanacak sonuçları görüyorsunuz.

XOR, VEYA Kapısı'ndan çok az farklı olsa da, domino taşlarının çok daha zarif bir şekilde bir araya gelmesine neden olur. Bu nedenle bu örneğe de yer vermek istedik. Buyrunuz:

Tüm Reklamları Kapat

Yukarıdaki görselde domino taşlarının nasıl devrileceğini bir hayal edin... Eğer girdilerden sadece bir tanesi aktif olacak olursa, taşlar ileriye doğru devrilecek ve sinyal üretilecektir. Tıpkı VEYA Kapısı'nda olduğu gibi! Ancak eğer ki iki girdi grubu da aynı anda devrilecek olursa, zıt yönlerdeki devrilme durumu dominoların ilerleyişini durduracaktır! 

İşte böyle... Ana görselde verdiğimiz NOT ve NAND Kapılarını dominolarla gösteremiyoruz, çünkü domino analojisinde bunları yapmak mümkün değil. Eğer nasıl çalıştıkları üzerinde biraz kafa yoracak olursanız, bunları dominolarla tekrar etmek için her seferinde fazladan bir domino setine ihtiyacımız olduğunu görebilirsiniz. Devrelerle bunu yapmak mümkündür; fakat dominolarla, en azından fotoğraftaki dominolarla bunu yapmak pek mümkün değildir.

Bu konuda Türkçe mühendislik ve bilim kitaplarında birçok kaynak bulabilirsiniz. Ancak biz de Evrim Ağacı olarak kendi tarzımızla konuya bir açıklama getirmek istedik. Ayrıca her ne kadar mühendislik üzerinden gitmiş olsak da, bu mantık kapılarının aslen "mantık operatörleri" olduğunu ve matematiksel mantık ile felsefe gibi alanlarda büyük öneme sahip olduğunu da hatırlatalım. Dolayısıyla bunları öğrenmek size sadece bilgisayarların çalışma prensipleri konusunda değil, hayata bakış konusunda da katkı sağlayacaktır.

Umarız faydalı olmuştur.

Bu Makaleyi Alıntıla
Okundu Olarak İşaretle
23
0
  • Paylaş
  • Alıntıla
  • Alıntıları Göster
Paylaş
Sonra Oku
Notlarım
Yazdır / PDF Olarak Kaydet
Bize Ulaş
Yukarı Zıpla

İçeriklerimizin bilimsel gerçekleri doğru bir şekilde yansıtması için en üst düzey çabayı gösteriyoruz. Gözünüze doğru gelmeyen bir şey varsa, mümkünse güvenilir kaynaklarınızla birlikte bize ulaşın!

Bu içeriğimizle ilgili bir sorunuz mu var? Buraya tıklayarak sorabilirsiniz.

Soru & Cevap Platformuna Git
Bu İçerik Size Ne Hissettirdi?
  • Mmm... Çok sapyoseksüel! 10
  • Muhteşem! 4
  • Tebrikler! 4
  • Bilim Budur! 1
  • Grrr... *@$# 1
  • İğrenç! 1
  • Güldürdü 0
  • İnanılmaz 0
  • Umut Verici! 0
  • Merak Uyandırıcı! 0
  • Üzücü! 0
  • Korkutucu! 0
Kaynaklar ve İleri Okuma
Tüm Reklamları Kapat

Evrim Ağacı'na her ay sadece 1 kahve ısmarlayarak destek olmak ister misiniz?

Şu iki siteden birini kullanarak şimdi destek olabilirsiniz:

kreosus.com/evrimagaci | patreon.com/evrimagaci

Çıktı Bilgisi: Bu sayfa, Evrim Ağacı yazdırma aracı kullanılarak 19/03/2024 06:01:12 tarihinde oluşturulmuştur. Evrim Ağacı'ndaki içeriklerin tamamı, birden fazla editör tarafından, durmaksızın elden geçirilmekte, güncellenmekte ve geliştirilmektedir. Dolayısıyla bu çıktının alındığı tarihten sonra yapılan güncellemeleri görmek ve bu içeriğin en güncel halini okumak için lütfen şu adrese gidiniz: https://evrimagaci.org/s/3678

İçerik Kullanım İzinleri: Evrim Ağacı'ndaki yazılı içerikler orijinallerine hiçbir şekilde dokunulmadığı müddetçe izin alınmaksızın paylaşılabilir, kopyalanabilir, yapıştırılabilir, çoğaltılabilir, basılabilir, dağıtılabilir, yayılabilir, alıntılanabilir. Ancak bu içeriklerin hiçbiri izin alınmaksızın değiştirilemez ve değiştirilmiş halleri Evrim Ağacı'na aitmiş gibi sunulamaz. Benzer şekilde, içeriklerin hiçbiri, söz konusu içeriğin açıkça belirtilmiş yazarlarından ve Evrim Ağacı'ndan başkasına aitmiş gibi sunulamaz. Bu sayfa izin alınmaksızın düzenlenemez, Evrim Ağacı logosu, yazar/editör bilgileri ve içeriğin diğer kısımları izin alınmaksızın değiştirilemez veya kaldırılamaz.

Tüm Reklamları Kapat
Keşfet
Akış
İçerikler
Gündem
Bellek
Genel Görelilik
Maske Takmak
İklim Değişikliği
Bilim İnsanları
Kök Hücre
Antibiyotik
Mers
Araştırmacılar
Nükleer Enerji
Evrim Ağacı
Böcek Bilimi
Çekirdek
Siyah
Avcı
Temel
Gıda Güvenliği
Uterus
Çevre
Amerika Birleşik Devletleri
Çiçek
Film
Karar Verme
Kuş
Demir
Aklımdan Geçen
Komünite Seç
Aklımdan Geçen
Fark Ettim ki...
Bugün Öğrendim ki...
İşe Yarar İpucu
Bilim Haberleri
Hikaye Fikri
Video Konu Önerisi
Başlık
Gündem
Kafana takılan neler var?
Bağlantı
Kurallar
Komünite Kuralları
Bu komünite, aklınızdan geçen düşünceleri Evrim Ağacı ailesiyle paylaşabilmeniz içindir. Yapacağınız paylaşımlar Evrim Ağacı'nın kurallarına tabidir. Ayrıca bu komünitenin ek kurallarına da uymanız gerekmektedir.
1
Bilim kimliğinizi önceleyin.
Evrim Ağacı bir bilim platformudur. Dolayısıyla aklınızdan geçen her şeyden ziyade, bilim veya yaşamla ilgili olabilecek düşüncelerinizle ilgileniyoruz.
2
Propaganda ve baskı amaçlı kullanmayın.
Herkesin aklından her şey geçebilir; fakat bu platformun amacı, insanların belli ideolojiler için propaganda yapmaları veya başkaları üzerinde baskı kurma amacıyla geliştirilmemiştir. Paylaştığınız fikirlerin değer kattığından emin olun.
3
Gerilim yaratmayın.
Gerilim, tersleme, tahrik, taciz, alay, dedikodu, trollük, vurdumduymazlık, duyarsızlık, ırkçılık, bağnazlık, nefret söylemi, azınlıklara saldırı, fanatizm, holiganlık, sloganlar yasaktır.
4
Değer katın; hassas konulardan ve öznel yoruma açık alanlardan uzak durun.
Bu komünitenin amacı okurlara hayatla ilgili keyifli farkındalıklar yaşatabilmektir. Din, politika, spor, aktüel konular gibi anlık tepkilere neden olabilecek konulardaki tespitlerden kaçının. Ayrıca aklınızdan geçenlerin Türkiye’deki bilim komünitesine değer katması beklenmektedir.
5
Cevap hakkı doğurmayın.
Bu platformda cevap veya yorum sistemi bulunmamaktadır. Dolayısıyla aklınızdan geçenlerin, tespit edilebilir kişilere cevap hakkı doğurmadığından emin olun.
Ekle
Soru Sor
Sosyal
Yeniler
Daha Fazla İçerik Göster
Popüler Yazılar
30 gün
90 gün
1 yıl
Evrim Ağacı'na Destek Ol

Evrim Ağacı'nın %100 okur destekli bir bilim platformu olduğunu biliyor muydunuz? Evrim Ağacı'nın maddi destekçileri arasına katılarak Türkiye'de bilimin yayılmasına güç katın.

Evrim Ağacı'nı Takip Et!
Yazı Geçmişi
Okuma Geçmişi
Notlarım
İlerleme Durumunu Güncelle
Okudum
Sonra Oku
Not Ekle
Kaldığım Yeri İşaretle
Göz Attım

Evrim Ağacı tarafından otomatik olarak takip edilen işlemleri istediğin zaman durdurabilirsin.
[Site ayalarına git...]

Filtrele
Listele
Bu yazıdaki hareketlerin
Devamını Göster
Filtrele
Listele
Tüm Okuma Geçmişin
Devamını Göster
0/10000
Bu Makaleyi Alıntıla
Evrim Ağacı Formatı
APA7
MLA9
Chicago
Ç. M. Bakırcı. Elektroniğin Yapı Taşı Olan Mantık Kapıları Nedir? Neden Önemlidir?. (11 Haziran 2015). Alındığı Tarih: 19 Mart 2024. Alındığı Yer: https://evrimagaci.org/s/3678
Bakırcı, Ç. M. (2015, June 11). Elektroniğin Yapı Taşı Olan Mantık Kapıları Nedir? Neden Önemlidir?. Evrim Ağacı. Retrieved March 19, 2024. from https://evrimagaci.org/s/3678
Ç. M. Bakırcı. “Elektroniğin Yapı Taşı Olan Mantık Kapıları Nedir? Neden Önemlidir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, 11 Jun. 2015, https://evrimagaci.org/s/3678.
Bakırcı, Çağrı Mert. “Elektroniğin Yapı Taşı Olan Mantık Kapıları Nedir? Neden Önemlidir?.” Edited by Çağrı Mert Bakırcı. Evrim Ağacı, June 11, 2015. https://evrimagaci.org/s/3678.
ve seni takip ediyor

Göster

Şifrenizi mi unuttunuz? Lütfen e-posta adresinizi giriniz. E-posta adresinize şifrenizi sıfırlamak için bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Eğer aktivasyon kodunu almadıysanız lütfen e-posta adresinizi giriniz. Üyeliğinizi aktive etmek için e-posta adresinize bir bağlantı gönderilecektir.

Geri dön

Close