Skip to content · ⁨דלג לתוכן⁩

Boolean logic · ⁨לוגיקה בולית⁩

IGCSE Computer Science · ⁨מדעי המחשב IGCSE⁩ · Topic 10 · ⁨נושא 10⁩

Video lesson for this topic · ⁨שיעור וידאו לנושא זה⁩ Open the video page · ⁨פתח את עמוד הוידאו⁩
8:37

לוגיקה בולית

הסתכל היטב על השבב הזה. אין בו שום דבר חכם. הוא לא יכול לחשוב. בתוכו יש מיליוני מתגים זעירים, וכל מתג יכול להיות רק אחד משני…

English narration · English + 中文 subtitles burned in · ⁨קריאת קול באנגלית · תרגום אנגלי + סינית שרוף בתוך הסרטון⁩

Syllabus · ⁨סיילבוס⁩
English
Candidates should be able to: Notes and guidance
1 Identify and use the standard symbols for logic gates • See section 4 for logic gate symbols
2 Define and understand the functions of logic gates • Including: – NOT – AND – OR – NAND – NOR – XOR (EOR) – the binary output produced from all the possible binary inputs • NOT is a single input gate • All other gates are limited to two inputs
3 (a) Use logic gates to create given logic circuits from a: (i) problem statement (ii) logic expression (iii) truth table (b) Complete a truth table from a: (i) problem statement (ii) logic expression (iii) logic circuit • Circuits must be drawn for the statement given, without simplification • Logic circuits will be limited to a maximum of three inputs and one output • An example truth table with three inputs, for completion: A B C Output | 0 0 0 | 0 0 1 | 0 1 0 | 0 1 1 | 1 0 0 | 1 0 1 | 1 1 0 | 1 1 1
(c) Write a logic expression from a: (i) problem statement (ii) logic circuit (iii) truth table
עברית
המועמדים צריכים להיות מסוגלים: הערות והנחיות
1 זיהוי והשבה בסמלים הסטנדרטיים עבור שערי לוגיקה • עיין בסעיף 4 עבור סמלי שערי לוגיקה
2 הגדר והבנת פונקציות של שערי לוגיקה • כולל: – NOT – AND – OR – NAND – NOR – XOR (EOR) – היציאה הדיגיטלית שנוצרה מכל הכניסות הדיגיטליות האפשריות • NOT הוא שער בעל כניסה אחת • כל השערים האחרים מוגבלים לשתי כניסות
3 (א) השתמש בשערי לוגיקה ליצירת מעגלי לוגיקה נתונים מתוך: (i) ניסוח בעיה (ii) ביטוי לוגי (iii) טבלת אמת (ב) השלם טבלת אמת מתוך: (i) ניסוח בעיה (ii) ביטוי לוגי (iii) מעגל לוגי • המעגלים חייבים להיות מצוירים לפי הניסוח הנתון, ללא פישוט • מעגלי לוגיקה יוגבלו למקסימום של שלוש כניסות ויציאה אחת • דוגמה לטבלת אמת עם שלוש כניסות להשלמה: A B C Output | 0 0 0 | 0 0 1 | 0 1 0 | 0 1 1 | 1 0 0 | 1 0 1 | 1 1 0 | 1 1 1
(ג) כתוב ביטוי לוגי מתוך: (i) ניסוח בעיה (ii) מעגל לוגי (iii) טבלת אמת

Source: Cambridge International syllabus · ⁨מקור: הסיילבוס הבינלאומי של קמבריד'ג'⁩

10.1

What is Boolean logic? · ⁨מהי לוגיקה בוליאנית?⁩

English

Boolean logic 布尔逻辑 works with values that are either true or false. In electronics these are shown as 1 (true) and 0 (false). A logic gate 逻辑门 takes one or more of these inputs and gives one output, following a fixed rule.

A truth table 真值表 lists every possible set of inputs and the output for each. You build it by writing out all the input combinations.

עברית

לוגיקה בוליאנית עובדת עם ערכים שהם או אמת או שקר. באלקטרוניקה אלו מוצגים כ-1 (אמת) ו-0 (שקר). שער לוגי מקבל קלט אחד או יותר ומחזיר פלט אחד, בהתאם לחוק קבוע.

טבלת אמת מפרטת כל סט אפשרי של קלטות ואת הפלט עבור כל אחד מהם. בונים אותה על ידי הכתיבה של כל השילובים האפשריים לקלטות.

מעגל אלקטרוני הבנוי על לוח ניסויים
שערים לוגיים נבנים ממעגלים אלקטרוניים כמו זה, שבו כל שער מפעיל 1s ו-0s
10.2

The six logic gates · ⁨שישה שערים לוגיים⁩

English
A logic circuit in action: the half adder

You must know six gates. NOT has one input; all the others have two inputs (A and B).

NOT gate

The NOT gate 非门 reverses the input. Output is 1 when the input is 0.

A Output
0 1
1 0

AND gate

The AND gate 与门 gives output 1 only when both inputs are 1.

A B Output
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

OR gate

The OR gate 或门 gives output 1 when at least one input is 1.

A B Output
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

NAND gate

The NAND gate 与非门 is AND followed by NOT. The output is the opposite of AND.

A B Output
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

NOR gate

The NOR gate 或非门 is OR followed by NOT. The output is the opposite of OR.

A B Output
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

XOR gate

The XOR gate 异或门 (exclusive OR) gives output 1 when the inputs are different.

A B Output
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
עברית
מעגל לוגי בפעולה: מחבר חצי

צריך לדעת ששת השערים. NOT יש לו קלט אחד; שאר כולם יש להם שני קלטות (A ו-B).

סמלי שישה שערים לוגיים — NOT, AND, OR, NAND, NOR ו-XOR — כל אחד עם קלטות מסומנות ופלט אחד
שישה שערים לוגיים. עיגול קטן על הפלט משמעו שהתוצאה הופכת (NOT, NAND, NOR)
שלושה שבבי מחשב שחורים קטנים עם שורות של פינים מתכתיים, כל אחד מודפס עליו קוד
שבב לוגי אמיתי: בתוכו שערי לוגיקה כמו אלו בדף זה

שער NOT

השער NOT הופך את הקלט. הפלט הוא 1 כאשר הקלט הוא 0.

A פלט
0 1
1 0

שער AND

השער AND מחזיר פלט 1 רק כאשר שני הקלטות הם 1.

טבלת אמת עבור AND: רק 1 AND 1 נותן 1
AND מחזיר 1 רק כאשר שתי הכניסות הן 1
A B פלט
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1

שער OR

השער OR מחזיר פלט 1 כאשר לפחות אחד מהקלטות הוא 1.

טבלת אמת עבור OR: 0 OR 0 נותן 0, שאר המקרים נותנים 1
OR נותן 1 כאשר אחד מהקלטות הוא 1
A B פלט
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1

שערת NAND

שערת NAND היא AND שמופעת ב-NOT. התוצאה היא ההפוך של AND.

A B פלט
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

שערת NOR

שערת NOR היא OR שמופעת ב-NOT. התוצאה היא ההפוך של OR.

A B פלט
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0

שערת XOR

שערת XOR (OR בלעדי) נותנת תוצאת 1 כאשר הקלט הוא שונה.

A B פלט
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Explore · ⁨חקור⁩

The logic gates · ⁨שער לוגי⁩

Switch the inputs and pick a gate to see its output — AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR. · ⁨שנה את הכניסות ובחר בשער כדי לראות את הפלט שלך — AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR.⁩

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
Boolean logic/ˈbuːlɪən ˈlɒdʒɪk/ לוגיקה בולית
logic gate/ˈlɒdʒɪk ɡeɪt/ שער לוגי
truth table/truːθ ˈteɪbl/ טבלת אמת
NOT gate/nɒt ɡeɪt/ שער NOT
AND gate/ænd ɡeɪt/ שער AND
OR gate/ɔː ɡeɪt/ שער OR
NAND gate/nænd ɡeɪt/ שער NAND
NOR gate/nɔː ɡeɪt/ שער NOR
XOR gate/ˈeksɔː ɡeɪt/ שער XOR
logic expression/ˈlɒdʒɪk ekˈspreʃn/ ביטוי לוגי
10.3

Logic expressions · ⁨ביטויים לוגיים⁩

English

A logic expression 逻辑表达式 writes a circuit using letters and gate words. The usual way to write the gates:

Gate In words
NOT A NOT A
A AND B A AND B
A OR B A OR B

For example, the expression (A AND B) OR (NOT C) means: do A AND B, do NOT C, then OR the two results together.

עברית

ביטוי לוגי כותב מעגל באמצעות אותיות ומילות שערים. הדרך המקובלת לכתיבת השערים:

שער במילים
NOT A NOT A
A AND B A AND B
A OR B A OR B

לדוגמה, הביטוי (A AND B) OR (NOT C) פירושו: לבצע A AND B, לבצע NOT C, ולאחר מכן OR את שתי התוצאות יחד.

הביטוי X שווה A AND B OR NOT C המוצג כמעגל: שערי AND מקבל את A ו-B, שערי NOT מקבל את C, ושערי OR משלב את השניים ליצירת X
הביטוי X = (A AND B) OR (NOT C) מצויר כמעגל לוגי
Explore · ⁨חקור⁩

Truth tables · ⁨טבלאות אמת⁩

Build the truth table for AND, OR, XOR and NOT — the logic behind every expression. · ⁨בנה טבלת אמת עבור AND, OR, XOR וNOT — הלוגיקה שעומדת מאחורי כל ביטוי.⁩

10.4

Logic circuits · ⁨מעגלים לוגיים⁩

English

A logic circuit 逻辑电路 joins gates together to carry out a task. The output of one gate can become the input of another. At IGCSE a circuit has up to three inputs and one output.

You must be able to move between four forms:

  • a problem statement 问题陈述 (a description in words),
  • a logic expression,
  • a logic circuit,
  • a truth table.

From a problem statement to a circuit

Read the statement and pick out the conditions and the logic words (and, or, not). For example:

An alarm (X) sounds when the door is open (A) AND the system is switched on (B).

This is X = A AND B, so you draw one AND gate with inputs A and B.

Completing a truth table from a circuit or expression

To fill in a truth table:

  1. Write all the input combinations. For three inputs there are 8 rows (000 up to 111).
  2. Work out each gate's output in order, one column at a time.
  3. The last column is the final output.
A B C A AND B (A AND B) OR C
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 0
0 1 1 0 1
1 0 0 0 0
1 0 1 0 1
1 1 0 1 1
1 1 1 1 1

Adding a middle "working" column for each gate makes the final output easy to fill in. Always draw the circuit exactly as the statement says, without simplifying it.

Worked example. Complete the truth table for X = (A AND B) OR (NOT C) for the row A = 1, B = 0, C = 0. Work outwards from the brackets, one gate at a time. First A AND B = 1 AND 0 = 0, because AND needs both inputs to be 1. Next NOT C = NOT 0 = 1. Finally OR the two results: 0 OR 1 = 1. So X = 1. Give each intermediate gate its own column rather than trying to do the whole expression in one step: with three inputs there are $2^3 = 8$ rows, and those intermediate columns are where the method marks live even if the final answer slips.

עברית

מעגל לוגי מחבר שערים זה עם זה כדי לבצע משימה. התוצאה של שערה אחת יכולה להיות הקלט של שערה אחרת. ברמת IGCSE למעגל יש עד שלושה קלטות וקלט אחד.

מעגל לוגי: שערת AND המקבלת את הקלטות A ו-B מספקת קלט אחד לשערת OR whose האחר קיבל את C, תוך מתן תוצאה X
בניית המעגל עבור X = (A AND B) OR C — תוצאת שערת AND מספקת את שערת OR

חובה להצליח לעבור בין ארבע צורות:

  • ניסוח בעיה (תיאור במילים),
  • ביטוי לוגי,
  • מעגל לוגי,
  • טבלת אמת.

מניסוח בעיה למעגל

קרא את הניסוח והבדל את התנאים ואת המילים הלוגיות (AND, OR, NOT). לדוגמה:

אזעקה (X) נשמעת כאשר הדלת פתוחה (A) AND המערכת מפועלת (B).

זהו X = A AND B, ולכן מצירים שער AND אחד עם כניסות A ו-B.

השלמת טבלת אמת מתוך מעגל או ביטוי

למילוי טבלת אמת:

  1. כתוב כל ההתאמות של הכניסות. עבור שלוש כניסות ישנם 8 שורות (000 עד 111).
  2. חשב את תוצאת כל שער בסדר, עמודה אחת באחד.
  3. העמודה האחרונה היא התוצאה הסופית.
שלוש כניסות נותנות שתי פעמים שתי פעמים שווה לשמונה שורות; השמונה התאמות רשומות ספירה בבינרי מ-000 עד 111, עם עמודה אחרונה שהופכת בכל שורה
שלוש כניסות נותנות שמונה שורות: כל התאמה ספירה בבינרי
A B C A AND B (A AND B) OR C
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 0
0 1 1 0 1
1 0 0 0 0
1 0 1 0 1
1 1 0 1 1
1 1 1 1 1

הוספת עמודת "עבודה" אמצעית לכל שער מקלה על מילוי התוצאה הסופית. תמיד צייר את המעגל בדיוק כפי שנאמר בניסוח, ללא פישוט.

דוגמה פותרת. השלם את טבלת האמת עבור X = (A AND B) OR (NOT C) בשורה A = 1, B = 0, C = 0. חשב מחוצה לתוך הסוגריים, שער אחד בכל פעם. תחילה A AND B = 1 AND 0 = 0, כי AND דורש שתי כניסות שוות ל-1. לאחר מכן NOT C = NOT 0 = 1. לבסוף,OR את שתי התוצאות: 0 OR 1 = 1. כלומר X = 1. תן לכל שער ביניים עמודה משלו במקום לנסות לבצע את הביטוי כולו בשלב אחד: עם שלוש כניסות יש $2^3 = 8$ שורות, ועמודות הביניים הן שם שיטת החישוב זוכה נקודות גם אם התשובה הסופית לא נכונה.

Vocabulary · ⁨מילון מונחים⁩ Train · ⁨אימון⁩
English עברית
logic circuit/ˈlɒdʒɪk ˈsɜːkɪt/ מעגל לוגי
problem statement/ˈprɒbləm ˈsteɪtmənt/ ניסוח בעיה
10.5

Exam tips · ⁨טיפים לבחינות⁩

English
  • Learn all six gates and their truth tables: NOT, AND, OR, NAND (NOT AND), NOR (NOT OR), XOR (output 1 when the inputs are different).
  • Build a truth table with all input rows (2 inputs → 4 rows, 3 inputs → 8), counting up in binary, and add a working column for each gate.
  • Turn a problem statement into a logic expression by picking out the AND / OR / NOT words, then draw it exactly as written — do not simplify it.
  • NAND and NOR give the opposite output to AND and OR; a small circle on a gate's output means the result is inverted.
עברית
  • למד את כל ששת השערים וטבלות האמת שלהם: NOT, AND, OR, NAND (NOT AND), NOR (NOT OR), XOR (תוצאת 1 כאשר הכניסות שונות).
  • בנה טבלת אמת עם כל שורות הכניסה (2 כניסות → 4 שורות, 3 כניסות → 8), ספירה בבינרי, והוסף עמודת עבודה לכל שער.
  • הפוך ניסוח בעיה לביטוי לוגי על ידי הבחירת המילים AND / OR / NOT, ואז צייר אותו בדיוק כפי שהוא כתוב — אל תפשט אותו.
  • NAND ו-NOR נותנים תוצאה הפוכה ל-AND ול-OR; עיגול קטן על יציאת שערי לוגי מציין שהתוצאה הופכת.

Interactive lessons on this topic · ⁨שיעורים אינטראקטיביים בנושא זה⁩

Work through it step by step, with instant-check exercises. · ⁨לעבור על הדברים צעד אחר צעד, עם תרגילים לבדיקה מיידית.⁩

Past Papers · ⁨מבחני עבר⁩

More topics in IGCSE Computer Science · ⁨מדעי המחשב IGCSE⁩ · ⁨נושאים נוספים בIGCSE Computer Science · ⁨מדעי המחשב IGCSE⁩⁩

Log in or create account · ⁨היכנס או צור חשבון⁩

IGCSE, A-Level & AP