2. 组合逻辑

问题

• 为什么使用数字电路，而不用模拟电路
• 两个半加器怎么组成全加器
• 怎么根据真值表得到逻辑表达式，进而得到电路图
• 基础器件有哪些
  • 门：与门，或门，非门；与非门，或非门；异或门
  • 半加器，全加器，解码器，多路选择器
• 怎么构建除法器？

加法器
移位

Key Points

介绍了为什么使用位以及位是如何在硬件中实现的，还有一些基本的构建块。

2.1 数字计算机的案例

2.1.1 模拟和数字之间的区别

• 模拟（analog）表示连续

• 数字（digital）表示离散

  2.1.2 为什么尺寸对硬件很重要

  硬件做的小，能减少能量消耗

  2.1.3 数字使设备更加稳定

  离散设备采用的是 决策衡量准则

  2.1.4 模拟世界中的数字

  2.1.5 为什么使用位而不是数字

  使用数字无法简单地调整传递函数已获得10个不同的阈值。

  2.2 电学的简单入门

  2.2.1 用管道理解电

  2.2.2 电源开关

  单极单掷（Single-Pole, Single-Throw, SPST）
  单极双掷（SIngle-Pole, Double-Throw, SPDT）
  双极双掷（DPDT）

  2.3 为位构建硬件

  2.3.1 继电器

  2.3.2 真空管

  包含三个元件（阴极、栅极、阳极）的真空管称为三极管。

  2.3.3 晶体管

  晶体管使用半导体材料制成。

  2.3.4 集成电路

  晶体管使逻辑电路变得更小、更快，更可靠，而且功耗更低。但即使是构建简单的电路，比如 AND 逻辑功能的电路，仍然需要大量的元件。
  集成电路：可以用制造单个晶体管的成本构建出复杂的电路。集成电路因其外观而被称为芯片。
  集成电路使计算机开始腾飞。

  2.4 逻辑门

  2.4.1 利用迟滞现象提高抗噪声能力

  由于决策衡量准则的原因，使用数字期间可以获得更好的抗噪能力。
  施密特触发器

  2.4.2 差分信号

  2.4.3 传播延迟

  传播延迟是一个统计测量值，指输入的变化反应到输出中所需要的时间。

  2.4.4 输出的变化

  2.5 构建更复杂的电路

  门的引入极大地简化了硬件设计过程。

  2.5.1 制作加法器

  二进制补码加法器

• 半加器

• 全加器

  2.5.2 制作解码器

  3-8 解码器

  2.5.3 制作多路输出选择器

  1-4 多路选择器

  2.5.4 制作选择器

  multiplexer
  4-1 选择器