重新理解计算机（二）

根据上一篇介绍的简单逻辑部件，加上异或门（相异为1），同或门（相同为1），可以构造最简单的多位加减法器，不在详述。为了实现更复杂的功能，接下来要知道反馈和触发器。

反馈和触发器

仔细观察这幅图，当开关闭合时，电路连通。磁铁把弹簧片拉下来；电路断开，弹簧片有接通电路，如此反复。如果弹簧片能发出声音，就是一个蜂鸣器或者电铃。

这和反向器很类似。但是同时输出有作为其输入（有延迟）。简单来说，这个电路称为振荡器。所有计算机都靠某种振荡器来使其他部件同步工作。



如上图，振荡器输出是0，1交替。

把振荡器从某个时间的输出开始，到下一个输出的这一时间间隔称为一个循环。一个循环需要的时间称为周期。振荡器的频率是周期的倒数。比如一个循环执行了0.05秒，那么可以说周期是0.05秒。频率是20，表示每秒执行的20个循环（周期），输出每秒改变20次。 用“赫兹”这个词做为频率的单位。可以说成20赫兹，或者20hz。



下面电路图由两个或非门实现。左边或非门的输出作为右边的输入，其输出又作为左边的输入，这是一种反馈机制。



当上面开关闭合，输出为0.右边的输出为1，灯泡点亮。

神奇之处在于当上面开关断开时，灯泡并不会熄灭。



此时上面的开关无论何种状态，灯泡都一直保持常亮。



如上面电路所示，有时当两开关断开时，灯泡亮着，而有时却不亮。电路有两个稳定状态，这样的电路称为触发器。

触发器电路可以保持信息，换句话说，它有记忆性。如果你遇到这样一个触发器，它的灯泡亮着时，你可以确定最近闭合的是上面的开关；而灯泡灭着时则是下面的开关。这种触发器称为R-S触发器（置位复位）。



此外，还有另一种，叫做D-触发器。



这个电路称为电平触发的 D型触发器 ， D（data）表示数据端输入。

当这样一个电路出现在书中时，输入并不被标为保持位，而是标为“时钟”。当然，这个信号并不是一个真的时钟，但它有时却具有类似钟一样的属性，即在 0和 1 之是有规律地来回变化。

这个电路就是所谓的电平触发的 D型锁存器 ，它表示电路锁存住一位数据并保持至将来使用。它也可以称为 1 位存储器 。



保持位置为 1 ， Q端输出和数据端输入相同；后两种情况下，当保持位

置为 0时， Q端输出和它以前的值相同，即保持原状态。