Boolean algebra 1 - Logic gates (තාර්කික ද්වාර)

ඉන්පුට්(ප්‍රදාන) එකක් හෝ කීපයක් මොකක් හරි තර්කයකට ලක්කරල එක අවුට්පුට් එකක්(ප්‍රතිදානයක්) ලබාදෙන උපාංගවලට තමයි Logic gates එහෙම නැත්නම් තාර්කික ද්වාර කියල කියන්නෙ. පොතේ තියෙන්නෙ එහෙමයි. දැනට ලොජික් ගේට්ස්, බූලීන් ඇල්ජිබ්‍රා O/L ICT කරන අයට, A/L ICT කරන අයට වගේම A/L Physics වලටත් උගන්වනව. හැබැයි මෙතන නිවැරදිම වචන භාවිතා නොවෙන්න පුළුවන්. ඉස්කෝලෙන් දැනට මේ ගැන උගන්නල තියන දෙපාරම ඉගැන්නුවෙ ඉංග්‍රීසියෙන් නිසා මම හරිම වචනෙ මොකක් කියන එක සමහර වෙලාවට දන්නෙ නෑ(ආයෙ පිසික්ස් සර් කරන්නෙත් ඉංග්‍රීසියෙන් නිසා කොහොමත් දැනගන්න ලැබෙන් නෑ :P)

තර්ක රූප පාවිච්චි කරල ඉදිරිපත් කරන්න පුළුවන් ක්‍රමයක් විදියට 1854දි ජෝර්ජ් බූල් තමයි බූලියානු වීජ ගණිතය(Boolean algebra) ඉදිරිපත් කරල තියෙන්නෙ. බූලීන් ඇල්ජිබ්‍රා වලදි ඉන්පුට් වලට හරි අවුට්පුට් වලට හරි තියෙන්න පුළුවන් අවස්ථා දෙකක් විතරයි. ඒ සත්‍ය/අසත්‍ය(True/False) කියන අවස්ථා දෙක විතරයි(True = 1 විදියටයි False = 0 විදියටයි තමයි පාවිච්චි කරන්නෙ. තව මේකට Digital Logic කියලත් කියනව). එදිනෙදා ජීවිතයෙදි උනත් මේ වගේ සිද්ධී ඕනෙ තරම් හමුවෙනව. ජනප්‍රියම උදාහරණෙ තමයි දොර. තියෙන්නෙ අවස්ථා දෙකයි. එක්කො ඇරල නැතිනම් වහල. සාමාන්‍යයෙන් පාවිච්චියේදී True අවස්ථාවට ගන්නෙ + වෝල්ටීයතාවයක්(+5V , +3.3V වගේ. ඒක පාවිච්චි කරන තැනදි තියන වෝල්ටීයතාන එක්ක වෙනස් වෙනව.). False අවස්ථාවට ගන්නෙ 0V එහෙම නැත්නම් - වෝල්ටීයතාවයක්.

මූලිකම ලොජික් ගේට් වර්ග තියෙන්නෙ හතරයි. අනිත්ව මේව කීපයක් එකතු කරල තමයි හදාගන්නෙ.

1. Buffer - ලබාදෙන ප්‍රදානය(Input) ඒ විදියටම ප්‍රතිදානය(Output) විදියටත් ලබාදෙනව. ඒ කියන්නෙ. ඉන්පුට් එකකුයි අවුට්පුට් එකකුයි තමයි තියෙන්නෙ. උදාහරණයක් විදියට ගත්තොත් A, B කියල දොරවල් දෙකක් තියනව. A දොර තමයි ඉන්පුට් එක B දොර තමයි අවුට්පුට් එක. එතකොට A දොර අරිද්දි B දොරත් ඇරෙනව. A දොර වහද්දි B දොරත් වැහෙනව. උගන්නද්දි උනත් Buffer ගැන ගොඩක් වෙලාවට කියවෙන්නෙ නැති තරමි. අනිත් ගේට් වර්ග තුන තමයි ප්‍රධානව කතා කෙරෙන්නෙ. 
2. NOT(Inverter) - ලබාදෙන ප්‍රදානයට(Input) ප්‍රතිවිරුද්ධව තමයි ප්‍රතිදානය(Output) ලබාදෙන්නෙ. ඒ කියන්නෙ. මේකටත් ඉන්පුට් එකකුයි අවුට්පුට් එකකුයි තමයි තියෙන්නෙ. උදාහරණයක් විදියට ගත්තොත් A, B කියල දොරවල් දෙකක් තියනව. A දොර තමයි ඉන්පුට් එක B දොර තමයි අවුට්පුට් එක. එතකොට A දොර අරිද්දි B දොර වැහෙනව. A දොර වහද්දි B දොර ඇරෙනව. 
3. OR - OR gate එකේදි නම් අනිවාර්යෙන්ම ඉන්පුට් දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් තියෙන්නෙ ඕනෙ. අවුට්පුට් එකයි. මේකෙන් කරන්නෙ ලබාදෙන ඉන්පුට් එකක් හරි ඊට වැඩි ගණනක් හරි 1(True) නම් අවුට්පුට් එක 1(True) කරන එක. සේරම ඉන්පුට් 0(False) නම් අවුට්පුට් එකත් 0(False) වෙනව. ඒ කියන්නෙ මෙතනදි වෙන්නෙ එකතු කිරීමේ කර්මයක්(Addition).උදාහරණයක් විදියට ගත්තොත් A,B,Q කියල දොරවල් තැනක් තියනව. A,B දෙක ඉන්පුට් Q එක අවුට්පුට් එක. A දොර හරි, B දොර හරි එහෙම නැත්නම් A,B දොරවල් දෙකම හරි ඇරියොත් Q දොරත් ඇරෙනව. A,B දොරවල් දෙකම වහලනම් විතරයි Q දොරත් වැහෙන්නෙ.
4. AND - AND gate එකේදිත් අනිවාර්යෙන්ම ඉන්පුට් දෙකක් හෝ වැඩි ගණනක් තියෙන්නෙ ඕනෙ. අවුට්පුට් එකයි. මෙතනදි වෙන්නෙ ඉන්පුට් සේරම 1(True) උනොත් විතරයි අවුට්පුට් එකත් 1(True) වෙන්නෙ. ඉන්පුට් එකක් හරි 0(False) නම් අවුට්පුට් එකත් 0(False) වෙනව. ඒ කියන්නෙ මෙතන තියෙන්නෙ වැඩිකිරීමේ කර්මයක්(Multiplication). උදාහරණයක් විදියට ගත්තොත් A,B,Q කියල දොරවල් තැනක් තියනව. A,B දෙක ඉන්පුට් Q එක අවුට්පුට් එක. A දොර හරි,B දොර හරි විතරක් ඇරල තිබුනොත් හරි දොරවල් දෙකම වහල තිබුණොත් හරි Q දොරත් තියෙන්නෙ වැහිල. A,B දොරවල් දෙකම ඇරියොත් විතරයි Q දොරත් ඇරෙන්නෙ.

මේ ලොජික් ගේට් වලයි, මේව පාවිච්චි කරල හදාගන්න ලොජික් ගේට් වලයි සංකේත(Symbols). සත්‍යතා වගු(Truth tables) එක්ක වැඩි විස්තර ඉදිරි ලිපි වලින් ලියන්නම්.