লজিক গেটস (Logic Gates)
লজিক গেটস হল ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্সের মৌলিক উপাদান যা বুলিয়ান অ্যালজেব্রার অপারেশনগুলিকে বাস্তবায়িত করে। লজিক গেটগুলি ইনপুট সিগন্যালগুলির উপর ভিত্তি করে একটি নির্দিষ্ট লজিক্যাল ফলাফল উৎপন্ন করে এবং এগুলি বিভিন্ন ডিজিটাল সার্কিটে ব্যবহৃত হয়।
প্রধান লজিক গেটস
১. AND গেট
- বর্ণনা: AND গেট দুটি বা ততোধিক ইনপুট গ্রহণ করে এবং শুধুমাত্র তখনই আউটপুট 1 হয় যখন সমস্ত ইনপুট 1 হয়।
| A | B | A AND B (A · B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
২. OR গেট
- বর্ণনা: OR গেট দুটি বা ততোধিক ইনপুট গ্রহণ করে এবং কোন একটি ইনপুট 1 হলে আউটপুট 1 হয়।
| A | B | A OR B (A + B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
৩. NOT গেট
- বর্ণনা: NOT গেট একটি একক ইনপুট গ্রহণ করে এবং এর বিপরীত মান প্রদান করে
| A | NOT A (¬A) |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
৪. NAND গেট
- বর্ণনা: NAND গেট একটি AND গেটের নেগেশন। এটি 1 প্রদান করে যতক্ষণ না সমস্ত ইনপুট 1 হয়।
| A | B | A NAND B (¬(A · B)) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
৫. NOR গেট
- বর্ণনা: NOR গেট একটি OR গেটের নেগেশন। এটি 1 প্রদান করে শুধুমাত্র যখন সব ইনপুট 0 হয়।
| A | B | A NOR B (¬(A + B)) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
৬. XOR গেট (Exclusive OR)
- বর্ণনা: XOR গেট দুটি ইনপুটের মধ্যে মাত্র একটি ইনপুট 1 হলে আউটপুট 1 হয়।
| A | B | A XOR B (A ⊕ B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
ব্যবহার
- ডিজিটাল সার্কিট ডিজাইন: লজিক গেটগুলি ডিজিটাল সার্কিট তৈরি করতে ব্যবহৃত হয়, যেমন অ্যাডার, মাল্টিপ্লেক্সার, ডেমাল্টিপ্লেক্সার, এবং ফ্লিপ-ফ্লপ।
- ডেটা প্রক্রিয়াকরণ: ডেটা বিশ্লেষণ এবং সংরক্ষণে ব্যবহৃত হয়।
- কম্পিউটিং: সিগন্যাল প্রক্রিয়াকরণ এবং গাণিতিক হিসাবের জন্য ব্যবহৃত হয়।
উপসংহার
লজিক গেটগুলি ডিজিটাল প্রযুক্তির মৌলিক অংশ এবং এগুলি ডিজিটাল সার্কিট ডিজাইন, ডেটা প্রক্রিয়াকরণ এবং কম্পিউটার বিজ্ঞানে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। প্রতিটি গেটের স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য ও কার্যকারিতা ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্সের জটিল সমস্যাগুলির সমাধানে সাহায্য করে।
বেসিক লজিক গেট: AND, OR, NOT
১. AND গেট
AND গেট এমন একটি লজিক গেট যা শুধুমাত্র তখনই আউটপুটে ১ প্রদান করে যখন এর প্রতিটি ইনপুট ১ হয়। অর্থাৎ, একাধিক ইনপুট থাকা সত্ত্বেও, সব ইনপুট ১ হলে তবেই আউটপুট ১ হবে, অন্যথায় আউটপুট ০ হবে।
সত্যক সারণি:
| Input A | Input B | Output (A AND B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
২. OR গেট
OR গেট এমন একটি লজিক গেট যা তখনই আউটপুটে ১ প্রদান করে যখন এর অন্তত একটি ইনপুট ১ হয়। অর্থাৎ, একাধিক ইনপুটের যে কোন একটিতে ১ থাকলেই আউটপুট ১ হবে।
সত্যক সারণি:
| Input A | Input B | Output (A OR B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 |
৩. NOT গেট
NOT গেট হল একটি লজিক গেট যা একটি ইনপুটের বিপরীত মান আউটপুটে প্রদান করে। অর্থাৎ, ইনপুট ০ হলে আউটপুট ১ হয়, আর ইনপুট ১ হলে আউটপুট ০ হয়। এটি একটি ইনভার্স গেট হিসেবেও পরিচিত।
সত্যক সারণি:
| Input | Output (NOT A) |
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |
উদাহরণ:
যদি দুটি সুইচ সিরিজে সংযুক্ত থাকে এবং উভয়টি অন না থাকলে লাইট অন হবে না, তবে এটি AND গেটের মতো কাজ করে।
ইউনিভার্সাল গেট: NAND এবং NOR গেট
ইলেকট্রনিক লজিক ডিজাইনে NAND এবং NOR গেটকে ইউনিভার্সাল গেট বলা হয় কারণ শুধুমাত্র এই দুটি গেট ব্যবহার করে যেকোনো লজিক ফাংশন বাস্তবায়িত করা যায়। এর মানে, AND, OR, এবং NOT সহ অন্যান্য লজিক গেটগুলোকেও এই দুটি গেট ব্যবহার করে তৈরি করা সম্ভব। ইউনিভার্সাল গেটের ধারণা ডিজিটাল সার্কিট ডিজাইনকে সহজ এবং বহুমুখী করে তোলে।
NAND গেট
NAND গেট হলো NOT-AND গেট, যার আউটপুট তখনই ০ হবে যখন এর সব ইনপুট ১ হবে। অর্থাৎ, NAND গেটের আউটপুট হবে AND গেটের আউটপুটের বিপরীত।
| Input A | Input B | Output (A NAND B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
NAND গেট দিয়ে অন্যান্য গেট বাস্তবায়ন করা সম্ভব:
- NOT গেট: একটি ইনপুটযুক্ত NAND গেট ব্যবহার করলে আমরা NOT গেটের আউটপুট পাবো।
- AND গেট: দুটি NAND গেট সিরিজে ব্যবহার করলে AND গেটের আউটপুট পাবো।
- OR গেট: NAND গেটের সাহায্যে OR গেট তৈরি করতে হলে, দুটি ইনপুটের উপর আলাদা আলাদা NOT প্রক্রিয়া করে তাদের NAND করা হয়।
NOR গেট
NOR গেট হলো NOT-OR গেট, যার আউটপুট তখনই ১ হবে যখন এর সব ইনপুট ০ হবে। অর্থাৎ, NOR গেটের আউটপুট হবে OR গেটের আউটপুটের বিপরীত।
| Input A | Input B | Output (A NOR B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 |
NOR গেট দিয়ে অন্যান্য গেট বাস্তবায়ন করা সম্ভব:
- NOT গেট: এক ইনপুটের উপর NOR গেট ব্যবহার করলে NOT গেটের আউটপুট তৈরি করা যায়।
- OR গেট: দুটি ইনপুট NOR গেটের উপর NOT প্রক্রিয়া করে OR গেট পাওয়া যায়।
- AND গেট: দুইবার NOT করার মাধ্যমে এবং NOR গেট ব্যবহার করে AND গেট তৈরি করা সম্ভব।
NAND ও NOR গেটের সুবিধাসমূহ
১. কম খরচে ডিজাইন: শুধুমাত্র NAND বা NOR গেট দিয়ে পুরো সার্কিট ডিজাইন করা সম্ভব, যা খরচ কমায়। ২. সহজ রক্ষণাবেক্ষণ: ডিজিটাল সার্কিটে NAND এবং NOR গেট বেশি ব্যবহৃত হওয়ায় মেরামত ও রক্ষণাবেক্ষণ সহজ হয়। ৩. উচ্চ গতি ও নির্ভরযোগ্যতা: NAND এবং NOR গেট উচ্চ গতির এবং কমপ্লেক্স সার্কিটে নির্ভরযোগ্য পারফরম্যান্স দিতে পারে।
NAND এবং NOR গেট ডিজিটাল ইলেকট্রনিক্সের একটি মৌলিক অংশ, যা আধুনিক লজিক ডিজাইনে ব্যাপক ব্যবহৃত হয়।
XOR এবং XNOR গেটের ব্যবহার
১. XOR গেট (Exclusive OR)
XOR গেট তখনই আউটপুটে ১ প্রদান করে যখন এর ইনপুটগুলোর একটিতে ১ এবং অন্যটিতে ০ থাকে। অর্থাৎ, XOR গেটের আউটপুট ১ হবে যদি ইনপুটগুলোর মান ভিন্ন হয়।
সত্যক সারণি:
| Input A | Input B | Output (A XOR B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
ব্যবহার:
- ডিজিটাল এডার সার্কিটে: XOR গেট ব্যবহৃত হয় ডিজিটাল সার্কিটে বাইনারি সংখ্যা যোগ করার জন্য, যেখানে এটি একক বিট যোগকারীর (half adder) জন্য সমষ্টির বিট নির্ধারণ করতে সহায়ক।
- ডেটা এনক্রিপশন ও ডিক্রিপশন: ডেটা এনক্রিপশনে XOR গেট ব্যবহৃত হয় যাতে ইনপুট ও কীগুলোর উপর ভিত্তি করে আউটপুট পরিবর্তিত হয়।
- ডিজিটাল কম্পারেটর: দুটি ইনপুটের মান ভিন্ন কিনা তা যাচাই করতে XOR গেট ব্যবহার করা হয়।
২. XNOR গেট (Exclusive NOR)
XNOR গেট XOR গেটের বিপরীত; এটি তখনই আউটপুটে ১ প্রদান করে যখন ইনপুটগুলোর মান একই হয়। অর্থাৎ, উভয় ইনপুটই ০ অথবা উভয় ইনপুটই ১ হলে আউটপুট ১ হবে।
সত্যক সারণি:
| Input A | Input B | Output (A XNOR B) |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
ব্যবহার:
- ইকুয়ালিটি চেকিং: ডিজিটাল সার্কিটে ইনপুটগুলো সমান কিনা তা যাচাই করতে XNOR গেট ব্যবহার করা হয়।
- পারিটি চেকিং ও জেনারেশন: যোগাযোগ ব্যবস্থায় ট্রান্সমিশনের সময় ডেটা ত্রুটি সনাক্তকরণে XNOR গেট ব্যবহার করা হয়।
- ডেটা কম্পারিজন: দুটি বাইনারি শব্দ সমান কিনা তা যাচাই করতে XNOR গেট ব্যবহৃত হয়, বিশেষত মেমোরি চেকিং ও মাইক্রোকন্ট্রোলার অ্যাপ্লিকেশনে।
উদাহরণ:
- XOR উদাহরণ: দুটি আলো যদি পাশাপাশি সংযুক্ত থাকে এবং একটি চালু হলে অন্যটি বন্ধ থাকে, তাহলে এটি XOR গেটের মতো কাজ করে।
- XNOR উদাহরণ: একটি নিরাপত্তা ব্যবস্থা যা দুইটি দরজা বন্ধ থাকলে অথবা উভয় দরজা খোলা থাকলে সবুজ সংকেত দেয়, যা XNOR গেটের মতো কাজ করে।
Read more
