门 | Sudo GATE 2020 Mock I (December 27, 2019) | 第35章

简介

在计算机科学中，门（Gate）是常用的逻辑电路元件，通常由少量晶体管、双向二极管或其他形式的开关元件构成。门可以实现各种逻辑函数，例如与、或、非。在计算机中，门在CPU寄存器、ALU、RAM等几乎所有电子元件中广泛使用。

本篇文章将重点介绍常见的门电路，包括与门、或门、非门等，并讨论它们在计算机科学中的应用。

与门

与门（AND Gate）是逻辑电路的基本元件之一。与门的输出值只有当所有输入值都为1时才会为1。与门的真值表如下：

| A | B | A AND B | |:-:|:-:|:-------:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

与门的电路图如下所示：

或门

或门（OR Gate）是逻辑电路的基本元件之一。或门的输出值只有当有任意一个输入值为1时才会为1。或门的真值表如下：

| A | B | A OR B | |:-:|:-:|:------:| | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |

或门的电路图如下所示：

非门

非门（NOT Gate）是逻辑电路的基本元件之一。非门的输出值是输入值取反。非门的真值表如下：

| A | NOT A | |:-:|:-----:| | 0 | 1 | | 1 | 0 |

非门的电路图如下所示：

与非门

与非门（NAND Gate）是逻辑电路的另一种基本元件。与非门的输出值只有当所有输入值都为1时才会为0，否则为1。与非门的真值表如下：

| A | B | A NAND B | |:-:|:-:|:--------:| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |

与非门的电路图如下所示：

可以看出，与非门可以用来实现与门和非门。

或非门

或非门（NOR Gate）是逻辑电路的另一种基本元件。或非门的输出值只有当所有输入值都为0时才会为1，否则为0。或非门的真值表如下：

| A | B | A NOR B | |:-:|:-:|:-------:| | 0 | 0 | 1 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 0 |

或非门的电路图如下所示：

可以看出，或非门可以用来实现或门和非门。

应用

门电路在计算机科学中广泛应用。例如，与门常被用于密码锁系统，只有在输入完整且正确的密码后才会打开锁，或门在电路中常被用于添加多个条件，只要某个条件被满足就会触发相应的行动，非门则常被用于控制特定状态的反转，等等。

此外，门电路还可以用来构建更复杂的电路，例如加法器、多路选择器等等，这些电路在计算机中起着非常重要的作用。

结论

本篇文章介绍了常见的门电路，包括与门、或门、非门等，并讨论它们在计算机科学中的应用。通过了解门电路的原理和应用，可以更好地理解计算机系统的运行和设计，有助于提高程序员的编程水平和算法设计能力。