Sudo GATE 2021的测验-第38章

简介

Sudo GATE 2021的测验是一项面向程序员的技能测验，它的目标是评估你在计算机科学中的技能水平。本文是关于第38章的介绍，本章的主题是“门”，在计算机科学中，门是电路中的一种基本构件，本章将介绍几种常见的门及其应用。

门的种类

NOT门

NOT门是最简单的门之一，它只有一个输入和一个输出。如果输入为0，则输出为1，反之亦然。NOT门的符号通常用一个圆圈表示，如下所示：

       __
      |  |
------|0 |----
      |__|

AND门

AND门是另一个常见的门，它有两个输入和一个输出。如果两个输入均为1，则输出为1，否则输出为0。AND门的符号通常用一个小的点表示，如下所示：

       ___
      |   |
------|•  |----
      |___|

OR门

OR门也是一个常见的门，它有两个输入和一个输出。只要两个输入中有任意一个为1，输出就为1。OR门的符号通常用一个加号表示，如下所示：

       ___
      |   |
------|+  |----
      |___|

应用

这些门在计算机科学中有许多应用。例如，它们可以用来实现逻辑电路，如加法器和减法器。

加法器

加法器是计算机中的一个重要组件，它可以将两个数字相加。加法器通常使用多个门组成的电路来实现。

                ____
               |    |
------------->| A1 |-------
               |____|      \
                            \
                ____________ \
               |            | \
------------->| Full Adder |  \
               |____________|  | -> Result
                    |          /
---------------|----   _____/
               |      |    |
               |------| B1 |-------
                      |____|

上图展示了一个1位全加器的电路，其中A和B是输入，Result是输出。该电路由两个AND门、一个OR门、一个NOT门、以及三个输入组成。要将两个数字相加，只需将它们的位组成的输入连接到Full Adder电路的输入中。Full Adder电路将执行真实的加法，然后将结果发送到输出(Result)端。

减法器

减法器和加法器非常相似，但它们执行的是减法操作。减法器通常使用门电路来实现，例如，一个三输入的减法器可以使用两个2输入的XOR门和一个AND门来实现。

      __
     |  |
-----|> |
     |__|
       \
        \ ______
        ||      |
-------|| BORROW|--------
        ||______|
         /
       __
      |  |
------|> |
      |__|

在上面的电路中，输入A和B是数字，输入BORROW是贷款的标志。输出DIFF是A-B，BORROW-OUT是Borrow的输出。

结论

门是计算机科学中使用的基本构件之一。本文介绍了NOT门、AND门和OR门，并展示了如何使用这些门实现加法器和减法器。