5、现代电子计算机的原理与发展

现代电子计算机的原理与发展

1. 布尔逻辑电路

在电子计算机中，电流不流动代表“False”。布尔逻辑有两种简单的开关组合电路：“与”（and）电路和“或”（or）电路。
- “与”电路 ：只有当两个输入值都为“True”时，输出才为“True”，其他情况输出均为“False”。在“与”电路中，两个开关串联连接。只有当两个开关都闭合时，电流才能流动，电路代表“True”值；只要有一个开关断开，电流就无法流动，电路代表“False”值。
- “或”电路 ：只要其中一个或两个输入值为“True”，输出就为“True”；只有当两个输入值都为“False”时，输出才为“False”。在“或”电路中，两个开关并联连接。只要有一个开关闭合，电流就能流动，电路代表“True”值；只有当两个开关都断开时，电路才代表“False”值。

类似的布尔逻辑元素（通常称为逻辑门）可以由简单电路构建而成。令人惊奇的是，仅使用简单的逻辑电路，就可以组装出一台完整的计算机。例如，“与”门和“或”门可以组合成一个简单的电路来实现两个值的加法，这个电路被称为加法器。有了加法器电路，就可以构建减法电路，还能通过重复加法实现乘法，进而实现除法等运算。

2. 晶体管

晶体管是让电子计算机成为如今模样的关键“开关”。它是1947年由威廉·肖克利（William Shockley）、约翰·巴丁（John Bardeen）和沃尔特·布拉顿（Walter Brattain）在贝尔实验室发明的电子设备，他们因此在1956年获得了诺贝尔物理学奖。晶体管利用了一种名为半导体的新技术，从而取代了真空管等其他组件的使用。