صفحة 103 - كتاب الهندسة - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 4: ما المقصود بالدوائر المتكاملة؟

الإجابة: س4: هي شريحة إلكترونية صغيرة (عادةً من السليكون) تُدمج عليها مكوّنات كثيرة مثل الترانزستورات والمقاومات وغيرها في دائرة واحدة لتنفيذ وظيفة محددة.

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال، فهو يسأل عن تعريف مصطلح "الدوائر المتكاملة". الفكرة هنا هي أن الدوائر المتكاملة هي تطور مهم في عالم الإلكترونيات، حيث بدلاً من بناء دائرة إلكترونية من مكونات منفصلة وكبيرة، يتم تصنيع جميع هذه المكونات على قطعة صغيرة واحدة من مادة شبه موصلة، مثل السليكون. هذا التكامل يسمح بوضع آلاف أو حتى ملايين المكونات (مثل الترانزستورات والمقاومات والمكثفات) في مساحة صغيرة جداً، مما يجعل الأجهزة الإلكترونية أصغر حجماً وأكثر كفاءة وأقل استهلاكاً للطاقة. إذن، المقصود بالدوائر المتكاملة هو: **شريحة إلكترونية صغيرة (عادةً من السليكون) تُدمج عليها مكونات كثيرة مثل الترانزستورات والمقاومات وغيرها في دائرة واحدة لتنفيذ وظيفة محددة.**

سؤال 5: افتح برنامج ملتي سيم لايف وارسم الدائرة الأساسية لبوابة OR المنطقية، ولاحظ أنك ستحتاج إلى استخدام المكونات الموضحة أدناه. Digital Constant (الثابت الرقمي) 2-input OR (بوابة OR بمدخلين) LED (الدايود المشع للضوء) Ground (الطرف الأرضي)

الإجابة: س5: - ضع Digital Constant عدد (2) كمدخلين (A وB). - أوصل خرج كل Digital Constant إلى أحد مدخلي بوابة 2-input OR. - أوصل خرج بوابة OR إلى طرف LED (الطرف الموجب/الأنود). - أوصل الطرف الآخر للـ LED إلى Ground. - الملاحظة: يضيء الـ LED عندما يكون 1 = A أو 1 = B أو كلاهما.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المعطيات والمكونات):** لنحدد ما لدينا من مكونات مطلوبة لرسم دائرة بوابة OR: - Digital Constant (الثابت الرقمي): سنحتاج اثنين منه لتمثيل المدخلين A و B. - 2-input OR (بوابة OR بمدخلين): هي البوابة المنطقية الرئيسية. - LED (الدايود المشع للضوء): لمراقبة الخرج. - Ground (الطرف الأرضي): لإكمال الدائرة.
2. **الخطوة 2 (التركيب والتوصيل):** نبدأ برسم الدائرة خطوة بخطوة: 1. نضع مكونين من Digital Constant على لوحة الرسم. نسمي الأول A والثاني B. 2. نضع بوابة OR ثنائية المدخل (2-input OR). 3. نصل خرج Digital Constant A إلى المدخل الأول من بوابة OR. 4. نصل خرج Digital Constant B إلى المدخل الثاني من بوابة OR. 5. نضع مكون LED. 6. نصل خرج (Output) بوابة OR إلى الطرف الموجب (الأنود) للـ LED. 7. نضع مكون Ground. 8. نصل الطرف السالب (الكاثود) للـ LED إلى طرف Ground.
3. **الخطوة 3 (الاختبار والملاحظة):** الآن نختبر الدائرة بتغيير قيم المدخلين A و B باستخدام Digital Constant (يمكن ضبطها على 0 أو 1). نلاحظ سلوك بوابة OR: - إذا كان A=0 و B=0، فالخرج 0 ولا يضيء LED. - إذا كان A=1 و B=0، فالخرج 1 ويضيء LED. - إذا كان A=0 و B=1، فالخرج 1 ويضيء LED. - إذا كان A=1 و B=1، فالخرج 1 ويضيء LED. إذن، يضيء الـ LED عندما يكون **A=1 أو B=1 أو كلاهما 1**، وهذا هو مبدأ عمل بوابة OR المنطقية.

سؤال 6: ارسم الدائرة الرقمية المقابلة للدالة الآتية في برنامج ملتي سيم لايف. $Y = (\bar{A} + B) \cdot (\bar{A} \cdot C)$

الإجابة: س6: - استخدم بوابة NOT لعكس A للحصول على $\bar{A}$. - كوّن الحد $(\bar{A} + B)$ بوابة OR بين $\bar{A}$ و B. - كوّن الحد $(\bar{A} \cdot C)$ بوابة AND بين $\bar{A}$ و C. - أوصل خرج بوابتي OR و AND إلى بوابة AND ثنائية ليكون خرجها هو Y.

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (تحليل الدالة المنطقية):** لدينا الدالة: $Y = (\bar{A} + B) \cdot (\bar{A} \cdot C)$ لنفهمها جيداً: - $\bar{A}$ تعني NOT A (عكس A). - $(\bar{A} + B)$ تعني OR بين $\bar{A}$ و B. - $(\bar{A} \cdot C)$ تعني AND بين $\bar{A}$ و C. - النقطة (·) بين القوسين تعني AND. إذن، الخرج النهائي Y هو نتيجة عملية AND بين ناتج القوس الأول وناتج القوس الثاني.
2. **الخطوة 2 (تحديد البوابات المطلوبة):** بناءً على التحليل، سنحتاج إلى: - بوابة NOT واحدة: لإنشاء $\bar{A}$ من المدخل A. - بوابة OR واحدة: لتنفيذ العملية $(\bar{A} + B)$. - بوابة AND واحدة: لتنفيذ العملية $(\bar{A} \cdot C)$. - بوابة AND أخرى: لتنفيذ العملية النهائية AND بين نواتج البوابتين السابقتين للحصول على Y. - مكونات للمدخلات (مثل Digital Constant لـ A, B, C) ومكون للخرج (مثل LED أو Probe).
3. **الخطوة 3 (رسم الدائرة خطوة بخطوة):** 1. نضع ثلاث مدخلات: A و B و C (باستخدام Digital Constant). 2. نضع بوابة NOT وندخل إليها الإشارة A. خرجها هو $\bar{A}$. 3. نضع بوابة OR. نصل $\bar{A}$ (الخرج من NOT) إلى مدخلها الأول، ونصل الإشارة B إلى مدخلها الثاني. خرجها هو $(\bar{A} + B)$. 4. نضع بوابة AND. نصل $\bar{A}$ إلى مدخلها الأول، ونصل الإشارة C إلى مدخلها الثاني. خرجها هو $(\bar{A} \cdot C)$. 5. نضع بوابة AND نهائية. نصل خرج بوابة OR $(\bar{A} + B)$ إلى مدخلها الأول، ونصل خرج بوابة AND $(\bar{A} \cdot C)$ إلى مدخلها الثاني. 6. خرج هذه البوابة AND النهائية هو Y. 7. نصل الخرج Y إلى مكون للمراقبة (مثل LED) لإظهار الناتج. إذن، الدائرة المرسومة تمثل تماماً الدالة المنطقية $Y = (\bar{A} + B) \cdot (\bar{A} \cdot C)$.

ما المقصود بالدوائر المتكاملة؟

• أ) لوحة دوائر مطبوعة كبيرة تحتوي على مكونات إلكترونية منفصلة.
• ب) شريحة إلكترونية صغيرة (عادةً من السليكون) تُدمج عليها مكونات كثيرة مثل الترانزستورات والمقاومات وغيرها في دائرة واحدة لتنفيذ وظيفة محددة.
• ج) نظام برمجي يحاكي عمل الدوائر الإلكترونية على الحاسوب.
• د) مجموعة من الأسلاك والموصلات تربط بين أجهزة إلكترونية مختلفة.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: شريحة إلكترونية صغيرة (عادةً من السليكون) تُدمج عليها مكونات كثيرة مثل الترانزستورات والمقاومات وغيرها في دائرة واحدة لتنفيذ وظيفة محددة.

الشرح: 1. الدوائر المتكاملة هي تطور مهم في عالم الإلكترونيات. 2. بدلاً من بناء دائرة من مكونات منفصلة وكبيرة، يتم تصنيع جميع المكونات على قطعة صغيرة واحدة من مادة شبه موصلة (مثل السليكون). 3. هذا التكامل يسمح بوضع آلاف أو ملايين المكونات (ترانزستورات، مقاومات، مكثفات) في مساحة صغيرة جداً. 4. النتيجة: أجهزة إلكترونية أصغر حجماً، أكثر كفاءة، وأقل استهلاكاً للطاقة.

تلميح: فكر في تطور الإلكترونيات من المكونات المنفصلة إلى التكامل على قطعة واحدة.

التصنيف: تعريف | المستوى: سهل

ما مبدأ عمل بوابة OR المنطقية ثنائية المدخل؟

• أ) يضيء خرجها (يصبح 1) فقط عندما يكون كلا المدخلين (A و B) في حالة 1.
• ب) يضيء خرجها (يصبح 1) عندما يكون أحد المدخلين على الأقل (A أو B) في حالة 1.
• ج) يضيء خرجها (يصبح 1) فقط عندما يكون كلا المدخلين (A و B) في حالة 0.
• د) يضيء خرجها (يصبح 1) عندما يكون أحد المدخلين فقط (A أو B) في حالة 1، وليس كلاهما.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: يضيء خرجها (يصبح 1) عندما يكون أحد المدخلين على الأقل (A أو B) في حالة 1.

الشرح: 1. بوابة OR لها مدخلان (A و B) وخرج واحد (Y). 2. جدول الحقيقة يوضح سلوكها: - إذا A=0 و B=0 ← Y=0 - إذا A=1 و B=0 ← Y=1 - إذا A=0 و B=1 ← Y=1 - إذا A=1 و B=1 ← Y=1 3. الاستنتاج: الخرج يكون 1 إذا كان A=1 أو B=1 أو كلاهما 1.

تلميح: تذكر أن OR تعني 'أو' باللغة الإنجليزية. فكر في الحالات التي يكون فيها الخرج نشطاً.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: سهل

لرسم دائرة بوابة OR في برنامج محاكاة، ما التسلسل الصحيح للتوصيلات؟

• أ) توصيل خرجي Digital Constant (A و B) مباشرة إلى LED، ثم توصيل LED إلى Ground.
• ب) توصيل خرجي Digital Constant (A و B) إلى مدخلي بوابة OR، ثم توصيل خرج بوابة OR إلى Ground، ثم توصيل LED بين المدخلين.
• ج) توصيل خرجي Digital Constant (A و B) إلى مدخلي بوابة OR، ثم توصيل خرج بوابة OR إلى LED، ثم توصيل الطرف الآخر للـ LED إلى Ground.
• د) توصيل خرج بوابة OR إلى مدخلي Digital Constant (A و B)، ثم توصيل خرجيهما إلى LED و Ground.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: توصيل خرجي Digital Constant (A و B) إلى مدخلي بوابة OR، ثم توصيل خرج بوابة OR إلى LED، ثم توصيل الطرف الآخر للـ LED إلى Ground.

الشرح: 1. ضع مكونين Digital Constant لتمثيل المدخلين A و B. 2. ضع بوابة OR ثنائية المدخل. 3. أوصل خرج كل Digital Constant إلى أحد مدخلي بوابة OR. 4. ضع مكون LED. 5. أوصل خرج بوابة OR إلى الطرف الموجب (الأنود) للـ LED. 6. ضع مكون Ground. 7. أوصل الطرف السالب (الكاثود) للـ LED إلى Ground.

تلميح: ابدأ بالمصادر (المدخلات)، ثم البوابة المنطقية، ثم مؤشر الخرج، وأخيراً إكمال الدائرة.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: متوسط

لتنفيذ الدالة المنطقية Y = (Ā + B) · (Ā · C)، ما البوابات المطلوبة وترتيبها؟

• أ) بوابة NOT لعكس A، ثم بوابة AND بين Ā و B، وبوابة OR بين Ā و C، ثم بوابة OR نهائية بين النواتج.
• ب) بوابة NOT لعكس A، ثم بوابة OR بين Ā و B، وبوابة AND بين Ā و C، ثم بوابة AND نهائية بين نواتج البوابتين السابقتين.
• ج) بوابتين NOT لعكس A و B، ثم بوابة OR بينهما، ثم بوابة AND مع C.
• د) بوابة AND بين A و B، ثم بوابة NOT على الناتج، ثم بوابة OR مع C.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: بوابة NOT لعكس A، ثم بوابة OR بين Ā و B، وبوابة AND بين Ā و C، ثم بوابة AND نهائية بين نواتج البوابتين السابقتين.

الشرح: 1. الدالة: Y = (Ā + B) · (Ā · C). 2. احصل على Ā باستخدام بوابة NOT على المدخل A. 3. نفذ (Ā + B) باستخدام بوابة OR بين Ā و B. 4. نفذ (Ā · C) باستخدام بوابة AND بين Ā و C. 5. الناتج النهائي Y هو نتيجة AND بين ناتج الخطوة 3 وناتج الخطوة 4، باستخدام بوابة AND أخرى.

تلميح: حلل الدالة إلى أجزاء: Ā هو NOT A، (Ā + B) يحتاج OR، (Ā · C) يحتاج AND، والنقطة بين القوسين تعني AND نهائي.

التصنيف: صيغة/خطوات | المستوى: صعب