计算机加法器原理(计算机逻辑基础)

计算机学科是数学、逻辑学、电学三门学科的综合,计算机其实是一个只会做二进制加法的机器,其他算法都是在此基础上复合而来的。

逻辑门是搭建计算机的基础元件,主要用于完成逻辑运算。逻辑运算又称为布尔运算,无论是输入还是输出,都只有0和1,用来表示两种对立的逻辑状态。用来执行与、或、非这三种最基本逻辑运算的元件称为与门、或门、非门。使用这三种基本的逻辑门,就可以实现所有的逻辑运算,进而构造一整套的计算。

计算机加法器原理(计算机逻辑基础)(1)

布尔代数对应的开关电路
开关1连接方式开关2=整个电路
0*0=0断开串联断开=断开
0 0=0断开并连断开=断开
1*1=1闭合串联闭合=闭合
1 1=1闭合并连闭合=闭合
1 0=0 1=1闭合并连断开=闭合
1*0=0*1=0闭合串联断开=断开

0表示一个断开的开关或是整个电路断开的状态;

1表示一个闭合的开关;

·表示串联(且);

表示并联(或);

全加器,是指三个数相加,得到两个数,一个数是进位,一个数是没有考虑进位的和,如下图所示:

A、B是来自被加数和加数的、同一列的一个比特;

Ci 是来自右边一列的进位;

C0是本列产生的进位;

S是本列不考虑进位的和。

全加器输出端S的真值表:

ABCiS
0000
0011
0101
0110
1001
1010
1100
1111

全加器输出端C0的真值表:

ABCiC0
0000
0010
0100
0111
1000
1011
1101
1111

计算机加法器原理(计算机逻辑基础)(2)

全加器的逻辑电路实现:

计算机加法器原理(计算机逻辑基础)(3)

计算机加法器原理(计算机逻辑基础)(4)

从开关逻辑电路到电子计算机:

计算机加法器原理(计算机逻辑基础)(5)

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