门 | GATE-IT-2004 | 第89章

在2004年的印度理工学院全国计算机科学研究生入学考试(GATE-IT-2004)中，第89章考查了有关门电路的知识。门电路是数字电路中最基础的单元之一，由于其在计算机科学中具有举足轻重的地位，因此这个问题也成为了评价许多计算机科学申请人知识技能水平的重要指标。

门电路介绍

门电路是指在输入信号之后进行逻辑操作从而产生输出信号的电路。最基本的门电路包括AND, OR, NOT等等门。 在现代数字电路中，所有的逻辑操作都可以通过这些基本的门电路组合而成。在门电路中，输入信号只有两种取值：HIGH(1)和LOW(0)，输出信号也只能是这两种状态之一。

AND门

AND门的输入信号只有在都为1（HIGH）时，输出信号才会为1。换言之，只有在所有的输入信号都是HIGH时，输出信号才会变成HIGH。

#### AND门真值表

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

OR门

OR门的输入信号只要有一个为1（HIGH）时，输出信号就会变为1。换言之，只要有一个输入信号为HIGH，输出信号就会变成HIGH。

#### OR门真值表

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

NOT门

NOT门也称为反相器，仅有一个输入信号，其功能是当输入信号为HIGH时，输出信号会变成LOW；当输入信号为LOW时，输出信号会变成HIGH。

#### NOT门真值表

|输入|输出|
|---|---|
| 0 | 1 |
| 1 | 0 |

组合逻辑电路

除了基础的门电路之外，我们还可以将多个门电路组合在一起，产生一些更复杂的功能。

译码器

译码器是一种特殊的组合逻辑电路，它通过将一个输入序列映射到多个输出线上，将大量的输入序列信息转换为易于处理的输出序列。常见的译码器包括二进制译码器和BCD译码器等。

多路选择器

多路选择器(也叫数据选择器)是另一种常见的组合逻辑电路。多路选择器的主要功能是从多个输入信号中选择一个信号，并将其作为输出信号输出。

加法器

加法器是另一种常见的组合逻辑电路，在数字电路中经常用于两个二进制数的加法计算。加法器通常包括半加器和全加器两种类型。半加器只能对两个单一的二进制数进行加法运算，全加器则可以对三个二进制数进行加法运算。

总结

门电路是所有数字电路的基础，良好的门电路设计是数字电路设计的关键。了解门电路的知识以及如何有效地将多个门电路组合在一起，以实现计算机科学中各种复杂的逻辑操作，是每个优秀程序员必须掌握的基础技能。