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程序員修真之路

第35章 半加器和全加器

程序員修真之路 骷髏大白兔 2125 2017-10-06 09:04:36

  35.

  在程理說完后,所有人的目光都火熱起來。

  “這……邏輯運算我算是看懂了,但是這邏輯運算,怎么能做出四則運算呢?”很多人都十分不解。

  帶著這份不解和好奇,所有人都聚精會神的看著程理演示。

  于是,這個房間聚集了越來越多的人,最后甚至房間里都塞不下了,連外面通道都擠著很多慕名而來的人。

  面對這么多的人,程理依然沒有任何慌亂,而是按照自己的節(jié)奏,開始組建加法機起來。

  然后程理還一邊組建,一邊對著算老講解起來。

  “為了方便講解,這里我用‘0’這個符號代替陰,‘1’這個符號代替陽?!背汤硎紫鹊?。

  因為這個世界沒有阿拉伯數(shù)字,而程理已經(jīng)習慣用阿拉伯數(shù)字,所以還是首先注明了下。

  “要想通過邏輯運算,來實現(xiàn)加法運算,首先需要把二進制的加法運算進行分解?!?p>  “所以,可以先來看看1位數(shù)的二進制加法?!?p>  0+0=0

  0+1=1

  1+0=1

  1+1=10。

  這就是1位數(shù)的二進制加法,所有情況的羅列表。

  比起十進制,無疑簡單很多。

  我們可以把上面的二進制加法表,做一點小改進,那就是在結(jié)果統(tǒng)一用兩位數(shù)表示。

  就變成了:

  0+0=00

  0+1=01

  1+0=01

  1+1=10

  “這樣一來,二進制數(shù)字的相加結(jié)果是兩位數(shù),分別成為“和”以及“進位”?!?p>  程理在算老遞過來的一塊黑板上,寫下了這個二進制加法表。

  “如此,我們就可以把二進制加法表,拆分成兩個表?!?p>  第一個是‘和’表:

  0+0=0

  0+1=1

  1+0=1

  1+1=0

  “可以看出,這個‘和’表,就是二進制加法表里結(jié)果的末位數(shù)拆出來后的結(jié)果?!?p>  第二個是‘進’表:

  0+0=0

  0+1=0

  1+0=0

  1+1=1

  “可以看出,這個‘進’表,就是二進制加法表里結(jié)果的首位拆出來后的結(jié)果?!?p>  這時候算老十分敏銳的發(fā)現(xiàn)了,拆分后的‘進’表,跟‘與門’邏輯很像!

  于是算老有些激動道。

  “這個進表,跟‘與門’輸出結(jié)果很像?!?p>  ‘與門’邏輯是。

  兩陰為陰。

  兩陽為陽。

  一陰一陽,則為陰。

  陰為0,陽為1。

  所以實際上,‘與門’邏輯用0和1表示的話,就是:

  0+0=0

  0+1=0

  1+0=0

  1+1=1

  而這,正是‘進’表的表現(xiàn)形式!

  “換句話說,我們可以用‘與門’靈路來進行二進制加法計算中,進位的計算!”算老激動道。

  程理心道,不愧是青靈島上陰陽算學造詣最深的人,竟然這么快就反應(yīng)過來了。

  于是程理贊嘆道:“沒錯,正是如此?!?p>  算老這時候?qū)⒛抗夥诺健昂汀北砩稀?p>  然后他看了半天,也沒發(fā)現(xiàn),能跟“和”表相符的門靈路。

  “二進制的‘和’表,要用門靈路實現(xiàn)比較復雜,需要好幾個步驟?!?p>  程理開始了一連串讓人眼花繚亂的操作,一個個靈路在程理手中被不斷構(gòu)建出來。

  “首先,需要將一個‘與門’靈路和‘非門’靈路串聯(lián)起來,形成一個‘與非門’靈路?!?p>  ‘與非門’靈路是衍生門靈路,是由“與門”和“非門”串聯(lián)而成,這種串聯(lián)形式,在邏輯運算里就是先進行“與”邏輯運算,再進行“非”邏輯運算,也就是先與后非。

  因為,“與”邏輯是:

  0+0=0

  0+1=0

  1+0=0

  1+1=1

  將這個邏輯運算結(jié)果,再全部用“非”邏輯運算一次,就會得到。

  0+0=0→1

  0+1=0→1

  1+0=0→1

  1+1=1→0

  而這個,就是與非門的輸出結(jié)果。

  “這個‘與非門’的輸出結(jié)果,跟‘和’表還是不符,所以我們還需要進一步堆砌?!?p>  “所以,接下來,我們將‘與非門’靈路和‘或門’靈路進行并聯(lián)……”

  “然后,將并聯(lián)后的靈路,再和一個‘與門’串聯(lián)起來?!?p>  程理又將靈路進一步拼接。

  “與非門”和“或門”并聯(lián)后,就會得到兩個輸出結(jié)果。

  再將這個并聯(lián)后的靈路和一個“與門”串聯(lián),那么相當于“與非門”和“或門”的輸出結(jié)果,變成了“與門”靈路的輸入數(shù)據(jù)。

  我們已經(jīng)知道:

  “與非門”的輸出結(jié)果為:1、1、1、0。

  “或門”的輸出結(jié)果為:0、1、1、1。

  將這兩個輸出結(jié)果,作為輸入數(shù)據(jù),經(jīng)由1次“與門”邏輯計算的話,就會變成。

  1+0=0

  1+1=1

  1+1=1

  0+1=0

  “而,0、1、1、0,就是我們想要的‘和’表結(jié)果!”

  “所以,只要將一個‘與非門’和一個‘或門’并聯(lián)后,再和一個‘與門’串聯(lián),就可以得到一個二進制加法所需要的‘和’表的結(jié)果!”

  “而這個能得出二進制加法‘和’表結(jié)果的特殊靈路,也有個專門的稱呼,叫做‘異或門’靈路!”

  在程理擲地有聲的話語結(jié)束后,現(xiàn)場所有人都鴉雀無聲,場上一片寂靜,所有人都被深深震撼到了。

  邏輯的魅力,第一次在這個世界大放異彩。

  現(xiàn)場的人,都是有一定陰陽算學造詣的人,所以都能從程理剛演示的繁復操作中,感覺到無比高深的內(nèi)在道理!

  于是,一時間,每個人都陷入深深的思索中無法自拔。

  程理并沒有在乎那么多,而是繼續(xù)制造自己的加法機。

  這時候,我們下一步工作就是,把‘與門’和‘異或門’并聯(lián)起來?!?p>  “‘與門’輸出進位結(jié)果,‘異或門’輸出和結(jié)果。”

  “這樣一來,我們就得到了一個半加器?!?p>  “一個半加器,只能進行1位數(shù)的二進制加法計算,而且沒辦法擴展。顯然實用性很低,我們還需要進一步改良一下?!?p>  程理一邊說著,又一邊進行更復雜的靈路搭建操作。

  漸漸的,地上的靈路越來越復雜和龐大,不知不覺居然有幾十個基本邏輯門靈路,被程理用各種方式串聯(lián)并聯(lián)起來,讓周圍人已經(jīng)看得有些眼花繚亂起來了。

  “嗯嗯,這樣將兩個半加器連接起來,再加上一個進位輸入,我們就得到了一個全加器?!?p>  “一個全加器可以進行1位二進制加法運算,但比起半加器,全加器有了擴展空間。

  “只要將2個全加器這樣連接在一起,就可以計算2位二進制計算……”

  “所以,接下來就是數(shù)量的堆疊了,想要實現(xiàn)8位數(shù)的二進制計算,就一共需要搭建8個全加器,144個繼靈器。

  “這得花點時間,你們稍微等我一會……”

  程理開始不停的忙活起來,一臺這個世界最原始的靈力計算機,正在程理手中逐漸形成!

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  (這幾章太難寫了,我基本整個國慶假期都在找資料,沒有出去玩,而是捧著幾本編程的書死啃,兔子寫書一向是比較嚴謹?shù)摹?p>  看在兔子這么認真的份上,大家多投點推薦票給兔子吧?。?

骷髏大白兔

關(guān)于書中寫的這段半加器和全加器的制作過程,其實就是最原始的繼電器計算機,是比電子管計算機更古老的計算機。   大家如果有興趣、而且有條件的可以嘗試做一個全加器出來,而且用到的東西,都是日??梢哉业降氖挛铮鋵嵧猛娴?。

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