ساختار منطق ( بیتی ) در مدارت منطقی و گیت های دیجیتال (مهندسی برق _ الکترونیک)

ساختار منطق ( بیتی ) در مدارت منطقی و گیت های دیجیتال (مهندسی برق _ الکترونیک)

نویسنده : مهندس افشین رشید

نکته : منظور از «منطق بیتی»، دسته‌ای از عملیات‌های منطقی است که نتیجه‌ی آنها تنها یک مقدار می‌باشد.

به عبارت دیگر، در نتیجه‌ی به دست آمده هر بیت از انجام عملیات مورد نظر روی دو بیت منتاظر در عملوندها به دست می‌آید. استفاده از عملگرهای بیتی، دستکاری رجیسترها را راحت‌تر کرده است. با این عملگرها می‌توان به‌طور انتخابی تک بیت‌ها را یک (set) و صفر (clear) کرد و یا تغییر وضعیت داد (toggle). همچنین می‌توان 0 یا 1 بودن یک یا چندین بیت را تشخیص داد. ضمناً هر «نیبل» (nibble) چهار بیت است.

کاربرد منطق شیفت بیتی بر روی پردازشگرها و چیپ های آردوئینو

یکی از عملیات‌های بیتی پرکاربرد بر روی داده‌ها، شیفت بیتی است. در این عملیات، بیت‌های عملوند به تعداد دفعات مشخصی به سمت چپ یا راست منتقل می‌شوند. با یک شیفت به هر طرف، آخرین بیت از همان سمت حذف شده و به سمت دیگر یک 0 اضافه می‌شود.

یکی از مهم‌ترین کاربردهای شیفت بیتی در عملیات‌های ضرب و تقسیم است. هر شیفت به راست معادل تقسیم بر دو بوده (اگرچه باقیمانده از دست می‌رود) و هر شیفت به چپ معادل ضرب در دو می‌باشد. معمولاً عملیات‌های ضرب و تقسیم در پردازنده‌های کوچک، زمان زیادی طول می‌کشد (مانند آردوئینو)؛ اما شیفت‌های بیتی کارآمدتر بوده و کاربرد زیادی نیز دارند.

به انجام عملیات مختلف بر روی تک تک بیت‌های یک عدد دودویی یا هر الگوی بیتی دیگری گفته می‌شود. این کار به منظور محاسبه و مقایسه مقادیر مختلف انجام می‌شود و یک عملیات سریع است و مستقیماً توسط پردازنده پشتیبانی می‌شود. در یک پردازنده ساده و ارزان قیمت، به‌طور معمول، عملیات بیتی به شکل قابل ملاحظه‌ای سریعتر از تقسیم، چند برابر سریعتر از ضرب و گاهی اوقات به طرز چشمگیری سریعتر از جمع است. حتی در یک پردازنده مدرن و گرانقیمت که ضرب و جمع را به همان سرعت عملیات بیتی انجام می‌دهد، عملیات بیتی معمولاً منابع کمتری مصرف می‌کنند و استفاده از آن‌ها به صرفه تر است.