À propos de cette expérience
Inversez les entrées booléennes et suivez leur résultat à travers une porte logique. Sélectionnez AND, OR, XOR et leurs formes inversées, ou utilisez NOT avec une seule entrée. Ajoutez un autre étage NOT pour combiner des portes, puis examinez la table de vérité complète. Les marqueurs de signal en mouvement et le voyant de sortie rendent la séquence d’évaluation visible à une vitesse adaptée à la classe.
Objectifs pédagogiques
- Évaluer des portes booléennes à partir de leurs tables de vérité
- Distinguer OR de XOR et repérer les sorties inversées
- Combiner une porte avec un étage NOT supplémentaire
- Relier les portes logiques aux décisions du quotidien et à la façon dont les ordinateurs additionnent les nombres
Comment l’utiliser
- 1Sélectionnez AND et parcourez toutes les combinaisons d’entrées. Repérez la seule ligne qui produit une sortie égale à 1.
- 2Sélectionnez OR, puis XOR. Comparez la ligne où les deux entrées valent 1.
- 3Sélectionnez AND et ajoutez l’étage NOT supplémentaire. Comparez le résultat avec NAND.
- 4Sélectionnez NOT avec l’étage NOT supplémentaire activé et testez les deux valeurs de A. Expliquez l’effet de deux inversions.
- 5Trouve la porte dont la table de vérité est exactement l’opposé de celle de OR. Vérifie ta réponse à l’aide de l’étage NOT supplémentaire.
Le modèle
Hypothèses
- Les signaux sont des valeurs booléennes idéales, 0 et 1. Les seuils de tension, les circuits à transistors et le bruit électrique ne sont pas modélisés.
- La propagation du signal est volontairement ralentie à environ 0,55 seconde afin de pouvoir examiner l’évaluation. Il ne s’agit pas d’un délai de porte mesuré.
- La table de vérité et l’affichage de la sortie logique donnent le résultat booléen final. Le voyant de sortie se stabilise une fois la propagation visuelle terminée.
- NOT ignore l’entrée B et possède une table de vérité à deux lignes. Les autres portes sélectionnées ont quatre lignes.
À essayer en classe
- Q1Pourquoi OR et XOR donnent-ils des résultats différents lorsque A et B valent tous deux 1 ?
- Q2Quelle porte obtient-on en ajoutant NOT après AND ?
- Q3Pourquoi l’ajout de NOT après une porte NOT existante reproduit-il l’entrée A ?
- Q4L’alarme d’une voiture se déclenche si une portière OU le coffre est ouvert, mais uniquement lorsque la voiture est verrouillée. Exprime cela avec AND et OR.
- Q5Pourquoi les portes NAND sont-elles appelées portes universelles ?
Foire aux questions
Un marqueur gris en mouvement représente-t-il un fil cassé ?
Non. Le marqueur trace un 0 booléen, tandis qu’un marqueur orange trace un 1 booléen. Les deux valeurs sont des signaux valides.
Pourquoi la lampe se met-elle à jour après le résultat du tableau ?
Le tableau affiche immédiatement le résultat logique. La lampe suit l’animation de propagation volontairement ralentie afin que les élèves puissent suivre les étapes du circuit.
Comment les portes logiques sont-elles utilisées dans un ordinateur ?
En combinant des portes, on construit des circuits qui additionnent des nombres, comparent des valeurs et stockent des bits. Par exemple, lorsqu’on additionne deux chiffres binaires, une porte XOR donne le chiffre de la somme et une porte AND donne la retenue ; c’est ce qu’on appelle un demi-additionneur.