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第 3 章:数字逻辑结构

晶体管:计算机大厦之砖

MOS 晶体管

MOS 是 MOSFET 的缩写,MOSFET 又是 Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor 的简写。MOS 晶体管就是金属-氧化物半导体场效应管。

对于 n-type(negative type)MOS 晶体管:门的输入电压高时,门闭合(连通);门没什么输入电压时,门分开(不连通)。

P-type(positive type)MOS 晶体管和 n-type 的相反。

CMOS 电路

CMOS:Complementary MOS,互补的 MOS。

CMOS 电路中,有一端高电压,一端接地(电压为 0)。电路连接它们两端,通过门的闭合和分开,将高电压或者接地引向输出。计算机系统 I 里面上过了。

注意 XNOR 是 NOT(XOR())。

Patt: What do you think of Donald Trump? ...

...

Patt: In China, the food is very delicious... But I have not eaten that for 3 years.

?: Do you have any pet like cat?

Patt: No.

?: What's the temperature in Texas?

Patt: Very hot. Possibly over 100 °F (> 40 °C). But I can tolerate that in China but cannot in Texas, that's strange.

?: (sweating emoji)

?: Show show way

Patt: Show show way? I don't knot what's that.

iotang: kusa

组合逻辑电路

逻辑运算:

  • 非 NOT
  • 与 AND
  • 或 OR
  • 异或 XOR
  • 或非 NOR

组合逻辑电路:

  • 解码器 Decoder
  • 多路选择器 Mux,以及反向的 Dmux
  • 半加器,全加器

内存

基本的数据储存结构

  • R-S Latch
  • D Latch, Gated D Latch

内存的寻址

一个 4-by-3-bit 内存

图:一个 4-by-3-bit 内存。它存储 4 组 3 位的数据。

时序逻辑电路

时序逻辑电路相比组合逻辑电路,多出来的是它的存储单元。它的输出除了受输入的影响,还要受存储单元的影响。

一般地,你可以认为存储单元里面存储的就是“状态”。

时钟周期

一个时钟周期包含一个上升沿、一个下降沿,以及它们俩后面接的那两段信号。