编码奥秘与计算机组成-优快云博客

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本想花三天的时间，把编码奥秘读一遍，实际上已经过去5天了，还没有读完这本书；写读书笔记的目的，不在于传播，而仅在与记录自己收获到了什么。

文章目录

从引人读下去的电筒的奥秘，以及信息的表达形式的简化，引入了摩尔斯电码，进而讲述了布莱叶盲文与二元编码，再次回到电筒的组成原理，讲述了电的一些简单概念，开关的闭合，电阻的性质；然后再次引入电流，可以代表光的直线传播进而传递信息，讲述了电报机的发展历史，以及电磁继电器的巧妙作用。到这里，可以通过电的开关性质，记录下传递的摩尔斯电码，并通过中继站的继电器自动的进行放大电信号，得以实现远距离传播。接下来，作者重点介绍了数字，从阿拉伯数字的伟大的0，以及10进制中的位的概念，开始了数字的转换与表达。再接下来，介绍了布尔逻辑，然后简化了电路的，节省了开关；然后引入了逻辑门的概念，以及逻辑门的电路实现。从几个继电器，开关，组合成一个逻辑门的整体；

全加器

简单的逻辑门有如下这些
与门
或门
与非门
或非门
反向器
缓冲器 -电磁继电器用于电报中的原因；
然后作者开始去设计一个二进制加法器
1，二进制的进位
只有两个都为1才为1，那么一个与门可以表示进位操作
2，然后是本身的数的操作，两个不同则为1，两个相同则为0；
与非门-1则为0
或门-有个1则为1
与门–都为1则为1
异或门的电路
一个或门的输出，加上一个与非门的输出，作为与门的输入，可以构成本位的输出，这样的门就是异或门。一个与门+ 异或门可以作为一个半加器；半加器的一个输出是和，一个输出是进位；同时，这两个1位的二进制相加时，可能也有一个前一位的进位输入；首先，a b 经过半加器，得到和输出，与进位输出；和输出作为另一个半加器的输入，与上一位的进位输入进行加法，和输出与进位输出；进位输出与 ab 的进位输出不可能同为1，则一个或门就足够表示是否要进位。故两个半加器，加一个或门，就足够构成一个全加器；
半加器的电路图

全加器
这种进位方式，称为行波进位的电路；这种电路的方式比较慢，实际中采用先行进位的电路，但是需要更多的继电器；
而实际上现在也不再使用继电器，而是使用晶体管；但原理是一致的，只是使用晶体管的方式构建出对应的逻辑门；

不借位减法

对于十进制的减法，例如 8123-3451，可以用如下表达式计算
9999-3451 + 8123 -10000 + 1 = 6548 + 8123 - 10000 + 1 = 14671 + 1-10000 = 4672
而对于 3451-8123
9999-8123+3451+1-10000 = 1876+3451+1 -10000 = 5327-9999= -（9999-5327）= -4672
对于二级制而言1100 - 1011
1111-1011+1100-10000+1 = 100 + 1100 - 10000 + 1 = 10000 - 10000 + 1 = 1
对于二进制而言 1011-1100
1111-1100+1011-10000+1 = 11+1011-10000+1 = 1110-10000+1 = 1110-1111= -（1）
异或门的特点就是，当一个输入是0时，输出永远是另一个输入；所以，反向器+异或门可以构成一个求反器；

额外再进入，二进制的负数表示形式；
补数的概念：十进制数32的9的补数，就是99-32 =67，其中67称为32的9的补数；而32的10的补数是100-32 = 68，就是9的补数在+1；

对于二级制数 110 的1的补数就是 111-110 = 1；其中1称为 110 的1的补数；所以1的补数有时候也称为相反数或者反码；而110的2补数就是 1补数+1,1000-110 = 111-110 + 1 = 1+1 = 10；
而010的2的补数就是 1000-010 =111-010+1 = 101+1 = 110；不过我们人为规定，正数的补数符号为0，负数的补数符号为1；而010的是正数，其2的补数就是依然是它本身；

以byte 类型为例，最小的正数是 0000 0000，最大的正数是 0111 1111B = 127(10)
而 -1（10）的二进制表示方法则是 1111 1111 （二进制补码表示）
将 1111 1111 转为1的补数就是 0000 0000 ，而 2的补数就是1的补数+ 1；则就是 0000 0001；是十进制的 1；我们知道负数的补码的表示为1，则可知 1111 1111 是十进制 -1 的补码表示形式

理解上述数字，就是最大的正数+ 1，则是最小的负数，最大的负数+ 1，则成为正数

我们人为规定，负数用补码表示；即当遇到一个2进制数时，如果它的符号位是1，则知道他是一个负数的表示形式，他的绝对值就是该二进制数的2的补数，就是1的补数+ 1；就是取反+1；
所以当 int 值 128转为byte时，看到的二进制数是 1000 0000 ；我们认为这是一个负数的表示方式，对应的补码是 1000 0000，即是 -128；
当int值的 129的 1000 0001，转为byte时我们认为这是一个负数，对应的补码是 0111 1111 = 127（D）;
即 int的129转为byte时，我们认为是 -127
当int值得 255 = 1111 1111 ，转为 byte时，我们认为是一个负数，对应的补码是 0000 0001，我们认为这是 -1 ；

求补器

综上所述，现在的加/减法器的电路图是这样的

只有减法才产生负数，sub = 1 时，表示的是减，而负数的溢出时，表示值是负数，且是2的补数形式；
故再进行减法的溢出时，也可以表达出计算结果了；

反馈与触发器

输入会产生输出，而输出又会影响输入，就是反馈；

振荡器

开关闭合后的振荡器，就是始终工作的反向器；简图如下

振荡器电路简图
振荡器大有作用，在于他能提供周而复始的电流；

触发器

当两个开关都断开时，电路有两个稳定状态，这样的一个电路成为触发器；

触发器的最厉害之处，在于他具有记忆功能。类似于跷跷板，跷跷板不会始终处于平衡状态，要么一端高要么一端低；当等处于亮的状态时，我们知道是左边的或非门处于闭合状态上一次处于闭合状态；而当灯处于灭时，我们知道是右边的或非门处于闭合的状态；