計(jì)算機(jī)是什么呢？——簡(jiǎn)而言之，可以看成是一個(gè)“自動(dòng)干活的設(shè)備”。說(shuō)起來(lái)并不復(fù)雜，我們一一拆解一下這句話。首先“設(shè)備”很好理解，不用多解釋?！?/span>干活”也好理解，就是要能實(shí)現(xiàn)一定的功能。“自動(dòng)”是啥意義呢？——就是在初始人為干預(yù)結(jié)束后，設(shè)備能自動(dòng)運(yùn)行，也就是說(shuō)，機(jī)器能自己存儲(chǔ)并執(zhí)行某種預(yù)設(shè)的“指令”。按照這個(gè)理解，我們基本就可以得到計(jì)算機(jī)的組成了：負(fù)責(zé)干活的設(shè)備和負(fù)責(zé)存儲(chǔ)的設(shè)備。我們把前者叫做CPU，后者叫做RAM。當(dāng)然還需要一些輔助設(shè)備將這兩個(gè)東西連接起來(lái)，簡(jiǎn)要模型如下：
前面說(shuō)了，RAM的作用是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，我們知道，要存儲(chǔ)信息，至少要有兩個(gè)狀態(tài)，且都必須是穩(wěn)定的，我們把這樣的器件稱為雙穩(wěn)態(tài)器。最簡(jiǎn)單的雙穩(wěn)態(tài)器組成非常簡(jiǎn)單——兩個(gè)非門(mén)串聯(lián)反饋在一起，如下圖所示：
經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單分析這個(gè)電路，很容易發(fā)現(xiàn)：上圖中紅色部分信號(hào)既可以是高電平，也可以是低電平！也就是說(shuō)，原來(lái)電路上是高電平的話，就一直維持在高電平，原來(lái)低電平的話，就一直維持在低電平-----這個(gè)電路有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，也就是有最簡(jiǎn)單的記憶功能。 大家都知道，觸發(fā)器是現(xiàn)代電子技術(shù)中一個(gè)非常核心的器件，其實(shí)觸發(fā)器的本質(zhì)就是通過(guò)兩個(gè)非門(mén)串聯(lián)反饋在一起的雙穩(wěn)態(tài)器。 但是呢，基于兩個(gè)非門(mén)串聯(lián)反饋在一起的雙穩(wěn)態(tài)器有一個(gè)缺點(diǎn)：
狀態(tài)一旦確定了之后就不再變化了，也就是說(shuō)，我們沒(méi)有辦法改變這個(gè)系統(tǒng)的記憶，因?yàn)闆](méi)有控制接口。
這當(dāng)然難不倒我們，我們可以自己加上，比如，可以用兩個(gè)與非門(mén)來(lái)代替非門(mén)，這樣就可以增加兩個(gè)控制端：
當(dāng)然，也可以用或非門(mén)來(lái)代替非門(mén)，感興趣的可以自己試一下。
如果將上圖的與非門(mén)翻轉(zhuǎn)180°，就會(huì)變成下面的圖：
有沒(méi)有一種似曾相識(shí)的感覺(jué)？沒(méi)錯(cuò)，這就是RS觸發(fā)器，它有四種狀態(tài)：
a=1，b=1，為保持狀態(tài)，也就是退化為兩個(gè)非門(mén)的反饋串聯(lián)；
a=0，b=1或a=1，b=0，就會(huì)控制記憶和輸出；
a=0，b=0，o和ō 都是1，應(yīng)避免出現(xiàn)該種狀態(tài)，我們稱之為非法態(tài)。(o表示輸出(output)，ō 表示反向輸出) 有兩個(gè)bug： 能夠控制記憶，但是有非法狀態(tài)；
整個(gè)系統(tǒng)不受控，一直在工作，當(dāng)輸入端變化時(shí)，輸出端也跟著變化。
我們可以在輸入端再增加兩個(gè)或門(mén)，這樣的話，中間這個(gè)輸入引腳為1的話，電路處于保持狀態(tài)，就自動(dòng)屏蔽外部輸入，也就是老子不干活了。只有中間這個(gè)引腳為0的時(shí)候，才工作。
這樣就就解決了第二個(gè)bug，但是依然有存在非法態(tài)的可能，怎么干掉呢？
既然中間引腳解決了保持記憶的問(wèn)題，那我們最后只要保證輸入的兩個(gè)引腳不同，就可以避免全0的情況，加個(gè)非門(mén)不就完事了？?jī)蓚€(gè)輸入永遠(yuǎn)不會(huì)同時(shí)為0。
這就是電平型D觸發(fā)器。 前面我們說(shuō)了，只有當(dāng)s=0時(shí)，輸出才等于輸入，系統(tǒng)才開(kāi)始干活，我們更習(xí)慣s=1時(shí)干活，這樣也好辦，再加一個(gè)非門(mén)。同時(shí)，我們把表示a改為i，意為input。
這樣顯得略臃腫，我們知道：
即： 這樣左上方的或門(mén)就可以變?yōu)?/span>與非門(mén)，所以有：
同時(shí)，我們又知道：
即 所以，此時(shí)： 可以進(jìn)一步簡(jiǎn)化成4個(gè)與非門(mén)的形式。
這就是1位寄存器了。簡(jiǎn)寫(xiě)形式如下：
1位寄存器 其功能是： 當(dāng)s=1時(shí)，o=i；當(dāng)s=0時(shí)，o保持原來(lái)的狀態(tài)。
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