📅 最后修改于: 2023-12-03 15:12:38.470000 🧑 作者: Mango
本文是关于计算机科学领域中的门(Mang Tiao)的综合介绍。我们将深入探讨与门、或门、非门和异或门的基本原理、功能和应用，同时介绍一些高级门，如多路选择器和加法器。
与门是一种基本逻辑门，它有两个输入(x、y)和一个输出(z)。应用与门的布尔函数为z = x AND y。
与门的功能是当且仅当它的所有输入为真时，输出才为真。否则输出为假。
与门广泛应用于计算机逻辑电路中。例如，在CPU中，与门被用于控制是否执行特定操作。
下面是与门的真值表：
| x | y | z | | - | - | - | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |
或门也是一种基本逻辑门，它有两个输入(x、y)和一个输出(z)。应用或门的布尔函数为z = x OR y。
或门的功能是当至少有一个输入为真时，输出就为真。否则输出为假。
或门也广泛应用于计算机逻辑电路中。例如，在RAM中，或门被用于读取和写入数据。
下面是或门的真值表：
| x | y | z | | - | - | - | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |
非门也是一种基本逻辑门，它只有一个输入(x)和一个输出(z)。应用非门的布尔函数为z = NOT x。
非门的功能是反转它的输入信号。如果输入为真，输出为假，反之亦然。
非门也广泛应用于计算机逻辑电路中。例如，在系统控制器中，非门被用于检测特定事件。
下面是非门的真值表：
| x | z | | - | - | | 0 | 1 | | 1 | 0 |
异或门也是一种基本逻辑门，它有两个输入(x、y)和一个输出(z)。应用异或门的布尔函数为z = x XOR y。
异或门的功能是当其两个输入中恰好一个为真时输出为真，否则输出为假。
异或门也广泛应用于计算机逻辑电路中。例如，在加密机制中，异或门被用于生成随机序列。
下面是异或门的真值表：
| x | y | z | | - | - | - | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |
多路选择器是一个高级逻辑门，它有多个输入和一个输出。它也被称为选择器或复用器。
多路选择器的功能是根据选择输入信号，从多个输入信号中选择一个输出信号。
多路选择器广泛应用于计算机逻辑电路中。例如，在硬件控制器中，多路选择器被用于选择操作。
下面是一个用于选择两个输入信号的2:1多路选择器的真值表：
| S | A | B | F | | - | - | - | - | | 0 | 0 | 0 | 0 | | 0 | 0 | 1 | 0 | | 0 | 1 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 0 | 0 | | 1 | 0 | 1 | 1 | | 1 | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 | 1 |
加法器是一个用于执行二进制加法的逻辑门，它可以实现单位元素(逐位相加)和全加器(包括进位位)的加法操作。
加法器广泛应用于计算机逻辑电路中。例如，在CPU中，加法器被用于执行算术操作。
下面是一个4位加法器的示意图：
C4 C3 C2 C1 C0
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FA4--FA3--FA2--FA1
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B3----HA4--HA3--HA2--HA1
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B2------HA3--HA2--HA1--HA0
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B1----------HA2--HA1--HA0--C0
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B0-------------HA1--HA0--C0--C1
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A3--A2--A1--A0
其中，HA表示半加器，FA表示全加器，Cn表示进位位，An和Bn表示加数和被加数的二进制数位。
以下是对于两个4位二进制数的加法运算的真值表：
| An | Bn | Cn | Sn | Cn+1 | | -- | -- | -- | -- | --- | | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
以上就是关于门的介绍。希望这篇文章对读者理解计算机逻辑电路有所帮助。