门 | GATE CS 2021 | 套装2 | 第36章

本刊为《GATE CS 2021》套装2的第36章，将介绍有关门的相关知识。

什么是门？

在计算机科学中，门是处理输入并产生输出的基本逻辑单元。每个门有一个或多个输入流和一个输出流，可以通过控制输入流来操纵输出流。

门由逻辑门电路实现，这些电路由基本逻辑门组成，例如与门、或门和非门等。可以将多个门连接起来形成更复杂的电路，实现各种功能。

逻辑门

与门

与门是最基本的逻辑门之一。它有两个输入和一个输出，当且仅当两个输入都为真时才会输出真。

| A | B | OUT |
|:-:|:-:|:---:|
| 0 | 0 |  0  |
| 0 | 1 |  0  |
| 1 | 0 |  0  |
| 1 | 1 |  1  |

或门

或门是另一个非常基本的逻辑门。它有两个输入和一个输出，当任何一个输入为真时输出就是真。

| A | B | OUT |
|:-:|:-:|:---:|
| 0 | 0 |  0  |
| 0 | 1 |  1  |
| 1 | 0 |  1  |
| 1 | 1 |  1  |

异或门

异或门是另一个基本的逻辑门，也称为“互斥或门”。它有两个输入和一个输出，当且仅当输入不同时输出为真。

| A | B | OUT |
|:-:|:-:|:---:|
| 0 | 0 |  0  |
| 0 | 1 |  1  |
| 1 | 0 |  1  |
| 1 | 1 |  0  |

组合逻辑

组合逻辑是一种逻辑电路，它是由多个逻辑门组成的。这些电路的输出只取决于输入，而与电路中的任何延迟或状态无关。

组合逻辑在数字电路中使用频率很高，很多数字电路只包含组合逻辑。

连接

连接是将多个逻辑电路按一定的方式连接起来组成一个较大的逻辑电路的过程。最简单的连接方式是串联。在串联中，将一个电路的输出连接到输入的下一个电路。

多路复用器

多路复用器（MUX）是一种常见的逻辑设备，它有多个输入和一个输出。它将其中一个输入的数据导出到输出中，它的“选择”输入控制哪个输入的数据被导出。

多路复用器在许多数字系统中使用频繁，它们经常用于数字信号处理和通信系统。

带使能输入的逻辑门

每个逻辑门都有一个使能输入，它控制电路何时执行逻辑功能。当使能输入为高电平（1）时，门才会运行。当使能输入为低电平（0）时，门不执行操作。

存储器

存储器是一种电路，它可以存储二进制信息。存储器通常由多个存储单元组成，每个存储单元可以存储一个二进制数字。

存储器可以实现多种不同类型的电路功能，包括存储程序、存储数据以及记录系统状态等。

总结

本章介绍了基本的逻辑门和组合逻辑，讨论了如何将多个逻辑电路连接在一起以形成更大的电路。我们还介绍了多路复用器、带使能输入的逻辑门和存储器。此外，我们还讨论了组合逻辑的重要性，它在数字电路中的广泛应用。