The Elements of Computing Systems阅读笔记(4)

与非门

与非门是最基本的元件，它的输入与输出值应符合下表。

接下来将会把与非门当作一种“黑箱”进行处理，我们只需要知道它的输入输出引脚、用法和名称，不需要知道它的内部结构。一个与非门表现出下面的属性：

名字   ：与非门
输入引脚：a、b
输出引脚：out
功能   ：如果输入a=b=1那么输出0，其他情况输出1
备注   ：这是个基本元件，只需要了解怎么使用，不需要知道怎么造

基本逻辑门

下面出现的逻辑门都可以用与非门搭建起来。
非门

名字   ：非门
输入引脚：in
输出引脚：out
功能   ：如果in=0那么out=1，不然out=0

与门

名字   ：与门
输入引脚：a、b
输出引脚：out
功能   ：如果a=b=1那么out=1，不然out=0

或门

名字   ：或门
输入引脚：a、 b
输出引脚：out
功能   ：如果a=b=0，那么out=0，不然out=1

异或门

名字   ：异或门
输入引脚：a、b
输出引脚：out
功能   ：如果a不等于b，那么out=1，不然out=0

数据选择器(Multiplexor)
这个逻辑门比较特殊，它有3个输入引脚，一个是输出选择引脚，另外两个是输入引脚，如果选择引脚输入是0那么输出a引脚的数据，如果选择引脚输入1，那么输出b引脚的数据。

名字   ：数据选择器（Mux)
输入引脚：a、b、sel
输出引脚：out
功能   ：如果sel=0那么out=a，不然out=b

多路输出选择器（Demultiplexor
这个逻辑门与数据选择器类似，只是反过来，有两个输入，in引脚输入数据，sel引脚选择输出引脚。sel输入是0时a引脚输出in输入的数据，b=0；sel输入是1时a=0，b引脚输出in输入的数据。

名字   ：DMux
输入引脚：in、sel
输出引脚：a、b
功能   ：当sel=0时a=in，b=0；不然a=0，b=in。

基本逻辑门的多位版本

现在计算机通常都被设计在拥有多个位的总线上运行。当一个与门在两条32位总线上运行时（因为与门有两个输入引脚），我们需要制作一个含有32个与门的逻辑门阵列，每个与门在不重复的一对位（分别位于两条总线上）上工作（通常会将这些阵列包装在一个芯片内）。
通常用data[0]、data[1]、…、data[31]来指代某条总线的单个位。

多位非门

名字   ：Not16（16位非门，如此类推）
输入引脚：in[16] //一个拥有16位输入的引脚
输出引脚：out[16]
功能   ：i=0...15，输出out[i]=Not(in[i])

多位与门

名字   ：And16
输入引脚：a[16]、b[16]
输出引脚：out[16]
功能   ：i取0到15，out[i]=And(a[i],b[i])

多位或门

名字   ：Or16
输入引脚：a[16]、 b[16]
输出引脚：out[16]
功能   ：如果a[i]=b[i]=0，那么out[i]=0，不然out[i]=1，i在0到15之间

多位数据选择器(Multiplexor)
这个逻辑门的多位版本比较特殊，它的选择引脚只有一个，并没有增多。

名字   ：Mux16
输入引脚：a[16]、b[16]、sel
输出引脚：out[16]
功能   ：如果sel=0那么out[i]=a[i]，不然out[i]=b[i]，i取0到15