第3课：布尔逻辑与逻辑门 benben Posted on Jan 20 2023 Crash cource in computer science ##1、计算机为什么使用二进制： 1.计算机的元器件晶体管只有2种状态，**通电(1)&断电(0)**，用二进制可直接根据元器件的状态来设计计算机。 2.而且，数学中的“布尔代数”分支，可以用True和False(可用1代表True，0代表False)进行逻辑运算，代替实数进行计算。 3.计算的状态越多，信号越容易混淆，影响计算。对于当时每秒运算百万次以上的晶体管，信号混淆是特别让人头疼的。 ##2、布尔代数&布尔代数在计算机中的实现 1.变量：没有常数，仅**True和False**这两个变量。 2.三个基本操作：**NOT/AND/OR**。 3.为什么称之为“门”：控制电流流过的路径。 ## 1)NOT操作： 1. 命名：称为NOT门/非门。 2. 作用：**将输入布尔值反转。输入的True或False**，输出的为False或True。 3. 晶体管的实现方式： * 半导体通电True，则线路接地，无输出电流，为False。 * 半导体不通电False，则输出电流从右边输出，为True。  ## 2)AND操作 1. 命名：AND门/与门 2. 作用：**由2个输入控制输出，仅当2个输入input1和input2都为True时，输出才为True，2个输入的其余情况，输出均为False。**可以理解为，2句话(输入)完全没有假的，整件事(输出)才是真的。  3. 用晶体管实现的方式： 串联两个晶体管，仅当2个晶体管都通电，输出才有电流(True)  ## 3)OR操作 1. 命名：OR门/或门 2. 作用：由2个输入控制输出，只要其中一个输入为True，则输出True。  3. 用晶体管实现的方式： 使用2个晶体管，将它们并联到电路中，只要一个晶体管通电，则输出有电流(True)。  ## 3、特殊的逻辑运算——异或 1. 命名：XOR门/异或门 2. 作用：**2个输入控制一个输出。当2个输入均为True时，输出False，其余情况与OR门相同。**  3. 图示： 先用一个OR门，将其与AND门并联，AND门与NOT门串联，最后让NOT与AND门并联，获得输出。  ## 4、逻辑门的符号表示 1. 作用：将逻辑门简化，将逻辑门用于构建更大的组件，而不至于太复杂。 2. 图示： * 非门：用三角形+圆圈表示 * 与门：用D型图案表示 * 或门：用类似D向右弯曲的图案表示 * 异或门：用或门+一个圆弧表示  <right>   ## 5、抽象的好处 使得分工明确，不同职业的工程师各司其职。而不用担心其他细节。 赠人玫瑰，手留余香 赏 Wechat Pay Alipay 第1课：计算机早期历史 第12课：编程基础—语句和函数
