計算機實現原理專題--邏輯門

        該專題是「編碼」一書的學習筆記,經過筆記的形式能讓本身更好的理解計算機的實現原理(注意這裏說的是實現原理而不是組成原理,千萬不要和大學的計算機組成原理混爲一談)。計算機只認0和1,平常生活中的開關就能夠表示0和1,因爲開關只能直接控制,因此出現了相似於繼電器有間接控制能力的元件,利用繼電器的間接控制功能能夠實現更多複雜的計算電路(我的認爲即便用開關也能模擬邏輯運算,但實現起來至關繁瑣。雖然如今不多用繼電器來實現集成電路,但基本原理相通,因此下面使用繼電器設計各類邏輯運算電路)。這些複雜電路又是經過邏輯門構成的,所以下面說說邏輯門。學習

  以下圖所示的電路:編碼

   繼電器就是相似於上圖中的鐵棒繞着n多線圈組成的電磁鐵並間接控制着燈泡的電路。有人說經過開關直接控制燈泡何須屢次一舉加個繼電器(其實我也是這樣認爲的),但在某些複雜點的門電路中就能體現出便利性。兩個不一樣的狀態能夠表示任何兩個徹底相反的事物(能夠表示1和0、真和假、對與錯、開與關等等),可是爲了作數學運算選擇了1和0。邏輯運算就是給定兩個輸入狀態輸出1個邏輯狀態的運算,邏輯門就是實現邏輯運算的電路。設計

一、與門3d

    

      當兩個開關同時閉合,燈泡才亮。用兩個開關串聯也能實現,彷佛不能體會出繼電器的便利性。blog

 二、或門數學

      

  當任意一個開關閉合時,燈泡就亮,只有兩個開關都斷開時纔不亮。用兩個開關並聯一樣也能實現,也不能體會繼電器的便利性。基礎

 三、非門原理

    

     當開關閉合時燈泡不亮,反之亮,若是用開關來實現就須要一個特殊的開關,當開關開的時候是關閉操做,默認是鏈接的。學習筆記

 四、或非門im

     

      當任意一個開關閉合時燈泡都不亮,和或門是徹底相反的,因此稱爲或非門。若是用兩個非門的特殊開關串聯也能實現該功能。

五、與非門

    

     只有當兩個開關都閉合時纔不亮,任意一個開關閉合都亮和與門相反,又稱與非門。若是用兩個非門的特殊開關並聯也能實現該功能。

六、異或門

   當輸入的兩個狀態相同時輸出0不一樣時輸出1,此時須要將或門和與非門並聯,再將兩個邏輯門的輸出接到與門輸入上才能實現,此時若使用開關來實現就比較繁瑣了。固然這裏說的是邏輯門,以簡單的兩個狀態爲基礎然後面的加法器、減法器等就會以邏輯門電路爲基礎構件,若是再使用開關估計就至關困難甚至不可實現了。(由於開關沒有間接控制的能力)

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