门 | GATE-CS-2007 | 第77章

在计算机科学中，门是电路元件的基本单元，它可以根据输入信号产生输出信号。门可以用逻辑运算符（例如 AND、OR 和 NOT）描述，它们可以在数字电路或计算机体系结构中使用，用于设计电子计算机和数字系统。

基本门

以下是常用的基本门：

1. AND门：当且仅当所有输入都为1时，输出为1。

   | 输入A | 输入B | 输出 | | :---: | :---: | :--: | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 0 | | 1 | 0 | 0 | | 1 | 1 | 1 |

2. OR门：当至少有一个输入为1时，输出为1。

   | 输入A | 输入B | 输出 | | :---: | :---: | :--: | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 1 |

3. NOT门：输出和输入相反。

   | 输入 | 输出 | | :--: | :--: | | 0 | 1 | | 1 | 0 |

组合逻辑电路

组合逻辑电路由门和电路元件组成，其中的每个元件都直接使用该电路的输入。组合逻辑电路没有存储器元件，因此其输出仅依赖于给定的输入值。

组合逻辑电路的一个重要应用是实现任意布尔函数。任意布尔函数都可以用一组基本门（例如 AND、OR、NOT）来实现。一个基本门的集合称为完备集。

时序逻辑电路

时序逻辑电路也由门和电路元件组成，但其输出还依赖于输入的序列。因为时序逻辑电路具有存储器元件，所以输出不仅取决于当前输入，也取决于电路先前的输入和状态。

常用的时序逻辑电路包括触发器和寄存器。触发器是一种产生定时脉冲来存储单个比特（0或1）的电路元件。寄存器则是一种具有多个存储单元的电路元件，用于存储多个比特。

结论

门是计算机科学中的基本概念，由于它们可以用于设计电子计算机和数字系统。基本门包括 AND、OR 和 NOT。组合逻辑电路可以通过这些门来实现任意布尔函数。时序逻辑电路依赖于输入序列和先前的状态，因此具有存储器元件。