组建一台计算机1_硬件1 单位加法器

秒速五厘米 2022-06-06 11:26 144阅读 0赞

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前言：

放假有一周的时间，到家也有四五天的时间了，这几天把《code》好好的看了一遍。尽管之前也有草草翻过，但是把时候我就曾告诉自己，无论如何都是要把书中的这些东西都实现一遍的。于是说干就干，这几天基本上就在搞这些东西了。这些学习成果要感谢余富帅给我传的软件以及一些推荐。

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阅读此文，你需要拥有以下基础：

1.小学代数相关知识；2.初中电路；3.高中门电路相关知识；4.二进制和十进制的转换（这一点不会也没有关系）。

一台计算机是由硬件和系统为基础的。其中硬件包括所有的逻辑电路和功能电路。其中不可缺少的便是CPU,RAM。那么这两者的电路首先要建起。

首先我们考虑一个二进制加法器。小学我们做竖式加法的时候就知道，一个按位加法器必须包含加和位S和进位C。首先，可以列出两者的真值表：

[![image][]][image 1] [![image][image 2]][image_image 2]

不难发现，S和一个抑或门电路的输入输出相同，C和一个与门电路等价。那么就很容易的做出如下设计：

[![image][image 3]][image_image 3]

其中CI是指前一位进位，但是这里只作为一个单位加法器，不妨把它接地为0，IA,IB是两个相加数字。S,C分别是加和位和进位位。

当加数为1和0时，显然和数为1，进位位为0，则有如下表示：

[![image][image 4]][image_image 4]

当加数为1,1时，和为10，所以和数为0，进位位为1.

[![image][image 5]][image_image 5]

当之前一位有进位过来，加数又分别是1,1，则和应该是1+1+1=11，则S,C都应为1.

[![image][image 6]][image_image 6]

但是人类总是不满足的。这种加法器一次只能进行一个单位的运算，也就是说只能算1+1,0+0,1+0。假如我想计算3+4，也就是0011+0100，这至少要涉及到三位加法运算，该怎么办呢？

方法就在：

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至此，一个一（单）位加法器就做好了。

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