ComputerSystems
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ComputerSystems
参考：
- 【Bilibili】「Coding Master」系列（让我们从电开始研究，然后写个操作系统吧！）
- 学习进度：P19M
- 王爽的汇编课
- 《深入了解计算机系统》
- 《汇编原理》
- 《x86汇编语言，从实模式到保护模式》，作者李忠，也是软件FixVhdw的作者，作者也在B站叫 “长春阿忠”
目录
逻辑门
布尔代数与逻辑门
布尔运算
基础
- true/false;1/0;yes/no;on/off
- AND,OR,NOT；x,+,'
- 常量,变量,表达式,函数
- 用真值表反推布尔表达式
- 真值表：把xy变量和输出结果的所有组合列成的表
通用公式：
- 把输出为1的行的为0输入进行NOT运算，输入进行AND运算转换为小表达式
- 将得到的所有小表达式进行OR运算
- 简化
定理
- 所有布尔函数均可由与或非运算组合而成
- 所有布尔函数均可由Nand运算构成（与非门：逻辑上可以替代Or,And,Not，但实际上效率会降低）
布尔运算和逻辑门（关系）
- 布尔运算：纯逻辑表示，用抽象符号来表示，不考虑性能
- 逻辑门：逻辑门是输入和输出的转换器，用电路抽象来表示，考虑性能且需要依赖具体实现
逻辑门
- 又名门电路、布尔门。
有8种基本逻辑门，基本逻辑门由原始逻辑门搭建而来
| 所有布尔函数 | x | 0 0 1 1 | 逻辑门名 | 实现方法 | 抽象符号 | 抽象电路 | 类型 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| y | 0 1 0 1 | ||||||
| Constant 0 | 0 | 0 0 0 0 | |||||
| And | x*y | 0 0 0 1 | 与门 | 串联得 | x | D 型 | |
| x And Not y | x*!y | 0 0 1 0 | |||||
| x | x | 0 0 1 1 | —— | ||||
| Not x And y | !x*y | 0 1 0 0 | |||||
| y | y | 0 1 0 1 | —— | ||||
| Xor | x*!y+!x*y | 0 1 1 0 | 异或门 | （连线上比较复杂） | ⊕ | 弧+月 型 | |
| Or | x+y | 0 1 1 1 | 或门 | 并联得 | + | 月 型 | |
| Nor | !(x+y) | 1 0 0 0 | 或非门 | Nor=NotOr | ‘ | 月+圆 形 | |
| Equivalence | x*y+!x*!y | 1 0 0 1 | 与或门 | ||||
| Not y | !y | 1 0 1 0 | 非门 | 续电器 / 并联 / 三极管短路 | 三角+圆 型 | ||
| If y then x | x+!y | 1 0 1 1 | |||||
| Not x | !x | 1 1 0 0 | 非门 | ||||
| If x then y | !x+y | 1 1 0 1 | |||||
| Nand | !(x*y) | 1 1 1 0 | 与非门 | Nand=NotAnd / 改进一下 | D+圆 型 | ||
| Constant 1 | 1 | 1 1 1 1 |
封装
基本逻辑门是晶体管的抽象，异或门是四个基本逻辑门的抽象，后面的表述会将这些看成一个封装好了的元件来使用
基本电子原件（现代原件）
三极管
作用：电子开关，第三条腿可以用于控制前两条腿之间的通断
三极管有两种：PNP型和NPN型
PNP型
用E到B的电流控制E到C的电流
E的电压最高
NPN型
用B到E的电流控制C到E的电流
C的电压最高
原理
当左侧回路通，则右侧回路通
左侧为控制电路，右侧为输出电路
在这里控制电路的通断与输出电路的通断相同，被称为同相器，多用于放大电路
电容
结构：两片金属电极，中间夹一层绝缘材料
动态数据存储原理
可以使用电容存储数据，但电容会漏电，需要定时进行充电才能保证数据不丢失，定期充电称之为刷新。这也是名字上动态的来源
