门 | GATE-CS-2005 | 第90章

本章主要介绍门（Gate）的概念、种类和应用。门是计算机电路的基本组成单元，用于完成用于运算和控制的逻辑功能。门的类型包括基本门和组合门，组合门由基本门组成。

基本门

基本门包括与门（AND）、或门（OR）、非门（NOT）、异或门（XOR）、同或门（NOR）和同或门（NAND）。

与门（AND）

与门的真值表如下：

|输入 A|输入 B|输出| |:----:|:----:|:--:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

与门的实现电路如下：

     _____
---|     |
 A |&    )|--- Output
---|_____|
       |
 B ----'

或门（OR）

或门的真值表如下：

|输入 A|输入 B|输出| |:----:|:----:|:--:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |

或门的实现电路如下：

     _____
---|     |
 A |     )|--- Output
---|_____|
       |
 B ----'

非门（NOT）

非门的真值表如下：

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

非门的实现电路如下：

       ___
Input -|   |
      -|NOT|--- Output
          |

异或门（XOR）

异或门的真值表如下：

|输入 A|输入 B|输出| |:----:|:----:|:--:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |

异或门的实现电路如下：

     _____     _____
---|     |   |     |
 A |     )---|     |--- Output
---|_____|   |_____|
       |
 B ----'

同或门（NOR）

同或门的真值表如下：

|输入 A|输入 B|输出| |:----:|:----:|:--:| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

同或门的实现电路如下：

     _____     _____
---|     |   |     |
 A |    )|--|     |--- Output
---|____|   |_____|
       |
 B ----'

与非门（NAND）

与非门的真值表如下：

|输入 A|输入 B|输出| |:----:|:----:|:--:| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |

与非门的实现电路如下：

     _____
---|     |
 A |&    )|--- NOT
---|_____|   |
             |
            -|   |-
             | NOR |
            -|___|-
             |
             |
           Output

组合门

组合门由基本门组成，包括与非门、或非门、非或门、多路选择器和译码器等。

与非门（NAND）

与非门可以被用于构建其它逻辑电路。

或非门（NOR）

或非门可以被用于构建其它逻辑电路。

非或门（XNOR）

非或门的真值表如下：

|输入 A|输入 B|输出| |:----:|:----:|:--:| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

非或门的实现电路如下：

     _____     _____     _____
---|     |   |     |   |     |
 A |     )|---|    )|---|     |--- NOT
---|_____|   |____|   |_____|   |
                                 |
                                -|   |-
                                 | OR |
                                -|___|-
                                 |
                                 |
                               Output

多路选择器

多路选择器是一种多输入、单输出的电路，它有一个或多个控制输入和多个数据输入。根据控制输入的不同，将其中的一个数据输入输出。

译码器

译码器是一种多输入、多输出的电路，它将一个输入模式译码成一个输出模式。常用于将机器语言的指令编码转换为操作代码。

应用

门和组合门常被用于构建逻辑电路，如计算机处理器、控制电路等。它们是计算机硬件的核心部分，对计算机性能和稳定性有很大的影响。