门 | GATE-CS-2000 |第32章

简介

本文主要介绍门电路的相关知识，作为计算机科学门类考试（GATE-CS-2000）的重要考点之一，掌握门电路的原理和应用对于程序员是有一定帮助的。

门电路

门电路是一类电路，它们以逻辑代数中的布尔函数为基础构建，可以对输入信号进行逻辑运算，并输出布尔值结果。常见的门电路有与门、或门、非门、异或门等。

与门

与门（AND）是最基本的门电路之一，其输出信号仅在所有输入信号均为真（1）时才为真。逻辑符号为“∧”或“·”。

真值表

| 输入1 | 输入2 | 输出 | | :---: | :---: | :--: | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

电路图示

     +------+
-|1   |      |
  |    | AND  |
-|2   |      |---- OUT
     +------+

或门

或门（OR）与与门相反，其输出信号在任一输入信号为真（1）时即为真。逻辑符号为“∨”或“+”。

真值表

| 输入1 | 输入2 | 输出 | | :---: | :---: | :--: | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |

电路图示

     +------+
-|1   |      |
  |    | OR   |
-|2   |      |---- OUT
     +------+

非门

非门（NOT）仅有一个输入信号，输出信号与输入信号互补，即当输入信号为真（1）时输出为假（0），输入为假时输出为真。逻辑符号为“¬”或“~”。

真值表

| 输入 | 输出 | | :--: | :--: | | 0 | 1 | | 1 | 0 |

电路图示

     +------+
-|    |      |
  |    | NOT  |
-|    |      |---- OUT
     +------+

异或门

异或门（XOR）输出信号仅在输入信号中出现奇数个1时为真，为偶数时为假。逻辑符号为“⊕”或“≠”。

真值表

| 输入1 | 输入2 | 输出 | | :---: | :---: | :--: | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |

电路图示

     +------+
-|1   |      |
  |    | XOR  |
-|2   |      |---- OUT
     +------+

总结

本文介绍了门电路的基本原理、常见类型和运算规则，对于理解计算机内部的逻辑运算和数值计算过程有一定帮助。程序员需要了解门电路的概念和应用，才能更好地扩展计算机的功能和优化程序的性能。