F2 Установка и использование Logisim

Logisim — это программа для графического проектирования цифровых схем, которая позволяет пользователю проектировать и моделировать цифровые схемы, перетаскивая нужные компоненты схемы. Мы будем использовать Logisim-evolution — обновлённую версию Logisim с более широким набором компонентов. Однако для простоты изложения далее мы будем использовать Logisim для обозначения этой обновлённой версии.

Преимущества программного моделирования

Использование программ моделирования, таких как Logisim, для проектирования схем даёт следующие преимущества:

• Бесплатно: не нужно закупать настоящее оборудование и компоненты.
• Гибко: доступно неограниченное количество компонентов, и проектирование схемы не ограничено размером макетной платы.
• Компоненты не изнашиваются: если вы пользовались макетной платой, вы, возможно, испытывали разочарование от многочасовой отладки из-за повреждённых компонентов.
• Безопасно: не нужно беспокоиться о коротких замыканиях и других опасных событиях, которые могут привести к авариям.

Требования к окружению

Logisim-evolution — это Java-приложение, способное работать на любой операционной системе, поддерживающей среду выполнения Java (JRE).
Хотя она совместима с такими распространёнными системами, как Windows, Mac OS и Linux, текущая программа обучения не требует обязательного использования операционной системы Linux.
Если у вас есть опыт работы с системами на основе Linux и вы уверенно решаете вопросы настройки окружения, вы можете использовать версию программы для Linux.

Logisim-evolution требует Java версии 16 или выше, и мы рекомендуем использовать Java версии 17 для оптимальной совместимости и производительности.
Если вы хотите попробовать более новые версии, такие как Java 21 или Java 22, вы можете скачать соответствующие версии тем же способом.

Вы можете перейти на страницу загрузки на сайте Oracle и выбрать подходящую версию в зависимости от вашей операционной системы.
Для пользователей Windows обычно доступны три разных варианта загрузки: x64 Compressed Archive, x64 Installer, x64 MSI Installer. Мы рекомендуем использовать x64 Installer за его простоту: он не требует ручной настройки пользователем и позволяет напрямую указать каталог установки. Этот способ обеспечивает быструю настройку с минимальным вмешательством пользователя, что делает его идеальным для тех, кто хочет простой процесс установки.

Скачивание и установка

Logisim-evolution поддерживает два способа установки: через менеджер пакетов и через сборку из исходного кода. Здесь мы рекомендуем использовать способ через менеджер пакетов за его простоту и эффективность.

Сначала перейдите на страницу релизов проекта Logisim-evolution. Затем найдите последнюю версию релиза, V4.1.0, и в разделе Assets выберите пакет установки, совместимый с вашей операционной системой. Нажмите на соответствующий файл, чтобы начать загрузку. Для пользователей систем Windows на архитектуре x86 выберите logisim-evolution-4.1.0-amd64.msi; Для пользователей Mac OS проверьте, установлен ли на вашем Mac чип Apple Silicon (серии M). Если да, выберите logisim-evolution-4.1.0-aarch64.dmg. Если на вашем Mac процессор Intel, выберите logisim-evolution-4.1.0-x86_64.dmg.

Если на вашем компьютере не установлена среда выполнения Java, установите и настройте её самостоятельно.

Затем запустите logisim-evolution-4.1.0-amd64.msi (Windows) или logisim-evolution-4.1.0.dmg (macOS), чтобы установить Logisim.

Установите Logisim

Установите Logisim, следуя описанным выше шагам. После установки попробуйте открыть Logisim и проверьте, что программа корректно работает.

Знакомство с Logisim

Переключение языка

Если вы достаточно хорошо читаете по-английски, мы всё же рекомендуем вам продолжать пользоваться английским языком. Если вы хотите переключиться на китайский или другой язык, откройте File->Preferences в меню, перейдите на вкладку International во всплывающем диалоговом окне и установите Language в значение Chinese или другой язык.

Однако в некоторых переводах используется нестандартная терминология. Поэтому в последующих хендаутах по Logisim мы будем в основном давать английскую терминологию.

Спроектируйте свою первую цифровую схему в Logisim

Ваша первая задача — RTFM. Нажмите Help->Tutorual в меню — откроется вводный учебник из официальной документации Logisim. Учебник состоит из 6 частей: вам нужно читать учебник и одновременно выполнять соответствующие действия в Logisim, чтобы освоиться с использованием Logisim.

При необходимости вы можете переключиться обратно на английский язык и прочитать оригинальный учебник, чтобы точно понять его смысл.

Изучите графический интерфейс Logisim

Прочитайте раздел The graphical interfaces и раздел Menu reference официальной документации Logisim, чтобы познакомиться с некоторыми возможностями и базовыми операциями.

Входы и выходы очень важны для модуля схемы. Выходы позволяют пользователю напрямую наблюдать результаты работы схемы, а изменение входов позволяет проверить, что схема ведёт себя как ожидается в различных состояниях. После краткого знакомства с Logisim здесь представлены некоторые распространённые компоненты ввода и вывода.

• Входы: Button, Dip Switch
• Выходы: LED, 7-Segment Display

RTFM, чтобы разобраться в назначении компонентов

Найдите в оглавлении официальной документации Library Reference -> Input/Output library и прочитайте о назначении перечисленных выше компонентов ввода/вывода.

Спроектируйте в Logisim схему, которая вам интересна

Освоив базовые приёмы работы в Logisim с помощью учебников, попробуйте изучить остальные компоненты и функции Logisim. Затем, включив воображение, спроектируйте цифровую схему, которая покажется вам интересной, и попробуйте запустить её моделирование, чтобы проверить, соответствует ли результат вашим ожиданиям.