国庆期间,我造了台计算机( 三 )


国庆期间,我造了台计算机文章插图
简化一下上面的图就变成下面的样子 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
如果电路图如下所示 , 就是并联 , 随便一个开关开了灯泡都会亮 , 这就是或门 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
简化符号是这样的:
国庆期间,我造了台计算机文章插图
前面还提到个反向操作的 , 开关闭上灯泡反而不亮的叫反向器 , 符号如下图所示 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
我们再来看看这样的电路 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
只有当两个开关都断开的情况下灯泡才会亮 , 任何一个开关闭合灯泡都会熄灭 , 这个操作和 OR 操作相反 , 称之为 NOR 即或非门 , 简化后的符号比或门多了个小圆圈 , 代表反向 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
或者这样 , 组合着画也一样 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
然后我们再来看看这种电路 , 只有两个开关都断开才会熄灭 , 这和与门正好相反 , 称之为 NAND 与非门 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
简化符号是这样的 , 也是多了个圆圈:
国庆期间,我造了台计算机文章插图
我再总结一下这几个简化图 , 加深一下印象 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
二进制加法机有了上面这几样东西 , 我们就可以造个二进制加法机 , 不要小看加法 , 因为可以用加法来实现减法、乘法、除法等操作 。
加法我们知道会得到当前的和、进位这两个信息 , 例如二进制中 1 + 1 , 当前和是 0, 进位 1 。
进位01000101
可以看到只有 1 +1 进位 1, 再仔细看看是不是和 AND 操作很像?只有 1 AND 1 结果才为1。
AND01000101
我们再来看看当前和的计算:
和01001110
大家可以在脑子里面想象下 , 如果拿 OR 操作来套用的话右下角结果不对 , 如果是 NAND 操作的话左上角结果不对 , 所以得两个结合一下 , 电路图如下 。
国庆期间,我造了台计算机文章插图
分别通过或门和与非门之后再做与门 , 出来的结果就是当前和的结果 , 这个其实就是 XOR 异或门 , 简化表示就是:
国庆期间,我造了台计算机文章插图
所以加法需要通过两个逻辑门 , 分别是异或门来操作当前和 , 与门来操作进位 , 结合起来如下图所示:
国庆期间,我造了台计算机文章插图
这其实就是个半加器 , 简化的图如下所示:
国庆期间,我造了台计算机文章插图
那为什么叫半加器?因为只能一位一位地加 , 而前一位的进位参与不到下一位的计算 , 如果要加入进位那下一位的运行就是 A 的当前位 + B 的当前位 + A 和 B 之前的进位 。


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