NAND: вентиль, из которого всё собрано
Перед вторым уровнем игра предлагает короткое интерактивное вступление: вы перебираете все четыре строки таблицы И-НЕ вручную и сами открываете, как из одного вентиля получается НЕ. Здесь — то же самое в тексте.
Опыт: ровно наоборот
Перед вами вентиль И-НЕ (NAND): два выключателя A и B и лампа Q. Переберите все 4 сочетания выключателей и заметьте: лампа гаснет только в одном случае — когда включены оба. В остальных трёх сочетаниях горит. Таблица ниже — весь «инструктаж» вентиля: четыре строки, и в них всё.
| A | B | Q |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 1 |
| 0 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 |
Прогноз: один сигнал на оба входа
Что будет, если подать один и тот же сигнал на оба входа? Из четырёх строк таблицы остаются только две: 00→1 и 11→0. Выход всегда противоположен входу — получился инвертор НЕ. Сигнал при этом не «проходит напрямую» (иначе 0 давал бы 0) и не «усредняется»: у лампы всего два состояния, и она просто показывает перевёрнутый вход.
Один кирпичик вместо многих
Из одного NAND получается всё. Перемычка входов — и вот уже НЕ, который вы соберёте на втором уровне. Дальше: NAND и НЕ дают И (третий уровень), а из НЕ и И собирается ИЛИ (четвёртый). В настоящих чипах NAND — самый дешёвый и быстрый вентиль, поэтому микросхемы строят почти из одних NAND: меньше разных деталей — проще конвейер.
Зачем это нужно
На втором уровне вы соберёте инвертор из одного NAND: два провода от входа на оба входа вентиля. Это первый пример главной идеи схемотехники — нужную операцию можно собрать не из новых деталей, а из правильного соединения уже имеющихся.