Computers are useful because they perform, for the most part, exactly the way we want them to.  But in order to meet our demands so precisely, they must be able to mimic how we make decisions.  This is done by using electronic gates.  An electronic gate is a group of microscopic switches that receives one or more inputs, and produces a single output.  Gates are present in all digital circuits, and are critical to a computer¡¯s ability to simulate making choices.

Gates need voltage to make them work, and there are generally two types as far as a computer is concerned: high and low.  Computer scientists sometimes represent these two categories as true and false, respectively.  Gates receive voltage as its inputs, and release it as its output.  

Computers emulate our decision-making abilities by conforming to a set of rules we can understand.  These rules are called Boolean Logic; they are simple to understand, and govern the operations of the various types of gates:

1) AND

2) OR

3) NOT

4) NAND 

5) NOR

6) XOR

AND Gates

AND gates only release a true (high voltage) output if all of its inputs are true. Otherwise, they release a false (low voltage) output.  AND gates are used to make computers perform a specific action when every one of a proposed set of conditions must be satisfied.

OR Gates

OR gates release a true (high voltage) output if, at least, one of its inputs is true. Otherwise, they release a false (low voltage) output. OR gates are useful in making a computer perform a specific action when only one condition has to be satisfied.

NOT Gates

NOT gates receive either a single input of high or low voltage, and produce the reverse voltage type as its output.  Therefore, a low voltage input results in a high voltage output, and a high voltage input yields a low voltage output.  NOT gates can be used to force a computer to act in a specific manner by taking an undesirable output and making it a desirable one. 

NAND Gates

NAND gates are a combination of AND gates and NOT gates.  A NAND gate receives its inputs from an AND gate, produces the appropriate output, and reverses that output by using it as input in a NOT gate.  NAND gates only release a false output when all of its inputs are true.

NOR Gates

NOR gates are a combination of OR gates and NOT gates.  A NOR gate receives its inputs from an OR gate, produces the appropriate output, and reverses that output by using it as input in a NOT gate.  NOR gates only release a true output when all of its inputs are false. 

XOR (Exclusive OR) Gates

XOR gates are unique types of OR gates that only produce a true output when they receive both high and low voltage as their inputs.  XOR gates allow a computer to perform a specific action when a proposed set of conditions are neither all true nor false.

Gates are critical to a computer system¡¯s ability to do complex computations. They can be combined to create full adders and half-adders that perform millions of calculations in a matter of seconds.  In addition, they are the basis for flip-flops, which allow digital information to be stored.  Flip-flops are the key components in the creation of random access memory (RAM).

In many ways, electronic gates are the traffic cops of the digital world.  They direct the flow of information in a computer system, making sure the right data goes to the right place, and delivers the right result.