“Logische Gatter” Modulentwicklungsszenarien: Digitale Elektronik
Elektronik im Allgemeinen und digitale Elektronik im Speziellen sind
maßgebliche Motoren des aktuellen technologischen Fortschrittes. Schließlich
ist ein Computer auch nur ein komplexes, digitales System.
Obwohl er ein komplexes System ist, ist ein Computer vom digitalen
Standpunkt aus gesehen, ein System mit zwei möglichen Werten, nämlich 0 und 1
und drei Arten von Gattern (logischen Operatoren): AND, OR und NOT. Dieses
Modul handelt von den Prinzipien dieser Bits und den logischen Operatoren.

Digitale Schaltkreise werden in vier Gruppen eingeteilt: kombinatorische
oder sequenzielle, Bit- oder Wort-Ebene. In diesem Modul werden wir nur mit
kombinatorischen Bit-Level Systemen (logischen Gattern) arbeiten, weil diese
konzeptionell am einfachsten sind und weile diese außerdem die geeignetsten von
der methodologischen Betrachtungsweise her sind. Bevor wir beginnen, ist es
wichtig sich daran zu erinnern, dass der einfache Designmechanismus einen
Kreislauf darstellt: vorgeschlagenes Schaltkreisdesign (Hypothese),
vorgeschlagene Schaltkreisanalyse (Evaluation gemäß der Anforderungen) und
wiederholte, sorgfältige Ausführung des vorgeschlagenen Designs (unter
Berücksichtigung der Analyseresultate).

Die Modulentwicklung besteht aus zwei Teilen. Zuerst wird die binäre
Repräsentation der Information (binäre Codes) und deren mathematische
Manipulation (Boolesche Algebra) betrachtet und dann wird die digitale, kombinatorische Bit-Level-Systemanalyse ausgeführt,
z. B. die Analyse und das Design von digitalen Schaltkreisen basierend auf
logischen Gattern (bit-level).
Zu diesem Zweck arbeiten wir mit zwei Werkzeugen: Boole-Deusto und
Weblab-Deusto. Boole-Deusto ist eine Anwendung, die es SchülerInnen erlaubt,
Schritt für Schritt ein digitales Bit-level System zu analysieren und zu
designen. Diese Anwendung erlaubt es auch den Lehrenden, Schritt für Schritt
ein digitales Bit-Level System zu analysieren und zu designen, einschließlich
der Erfassung, Minimierung und dem Zeichnen von digitalen Schaltkreisen.