5、计算机逻辑电路与可逆运算深度解析

计算机逻辑电路与可逆运算深度解析

1. 基本逻辑门电路

1.1 NOR 门电路

NOR 门电路是一种基本的逻辑门，其电路图如下：

+ V
A NOR B
B M
GROUND

当输入 A 或 B 为正，或者两者都为正时，电流会流动，输出为 0；当 A 和 B 都为 0 时，输出为 +V 或 1。这是一个“非或”（NOR）门，与我们期望的结果相反。为了得到我们想要的结果，只需将输出通过一个 NOT 门即可。

1.2 从基本门构建复杂电路

通过上述例子，我们可以看到能够制造出具有基本门功能的电路。接下来，我们将基于这些基本构建块，探索更复杂的设备。

2. 二进制解码器

2.1 简单二进制解码器

假设我们有四根电线 A、B、C、D 接入一个设备。如果这些电线上的信号是特定的一组，例如 1011，我们希望解码器能发出信号告知我们出现了这个组合。这可以通过一个修改后的 AND 门轻松实现。以下设备只有在 A、C、D 为 1 且 B 为 0 时才会输出 1：

（此处对应书中简单解码器设备图）

2.2 通用二进制解码器

如果我们需要一个更通用的解码器，能在众多可能的输入组合中识别多个特定数字，只需将单个解码器并联即可。一个完整的解码器可以解码每一个可能的输入数字。以一个三到八的二进制解码器为例，我们有三根输入线 A、B、C，能产