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计算机原理之二进制加法器

有人说:加法计算是计算机唯一要做的工作。因为有了加法器,就可以做减法、乘法、除法等。那我们来看看加法器的原理。

一、二进制加法表:

在这里插入图片描述 如上所示,一对二进制数相加的结果有两个数位,一个称为加法位,另一个称为进位位。例如,1加1等于0,进位为1

加法位如下: 进位如下: 我不知道你是否理解这里?结合加法位和进位位的表格,例如,作为二进制的1 1.从表中可以计算出,加法位的结果为0,进位位的结果为1,然后得到的二进制结果为10。转换为十进制二进制。

2、加法器

从二进制加法表中,我们找到了规律,记住了!发明的前提是找到规律,然后通过规律进行总结和利用! 那么,如果按照这个规则制作一个可用的加法器呢? 我们知道电路通和断是两种状态,如果在这两种状态中添加一个灯泡。那么灯泡的亮度和熄灭不能作为1和0来表示吗? 那么我们就可以先把加法器的基本框架想象出来! 如上所示,两排开关作为加数,灯泡作为结果。 开关通电为0,开关闭合为1 灯泡亮为1,灯泡熄灭为0. 然后我们接下来要设计里面的逻辑电路,让灯泡的结果符合我们总结的二进制表的规律。那么加法器不就成功了吗?

3.加法器中的逻辑

以上表格如下: 你熟悉吗?我们和门的结果似乎是一样的 这是否意味着两个二进制加法的进位可以用和门计算?是的!

进位有这样的规律,那么加法位也有这样的规律吗? 加法位表如下: 虽然没有直接的方法可以获得加法位的结果,但请看下面! 通过一扇或一扇门 两个输出结果可以通过非门获得。这两个输出结果和预期结果的区别如下(这里预期的结果是加法位的结果) 然后在这个时候观察,或者门的输入 与非门输出和预期结果有关吗? 是的,这两个结果可以通过操作,就能得到预期的结果! 也就是说,使用以下电路图,可以实现加法位图标所示的逻辑!我们称之为异或门! 异或门的符号记为:

4、小结一下

将两个二进制数加起来会产生一个加法位和一个进位位,这两个算法可以通过两个逻辑门来实现! XOR:表示异或门 AND:表示与门

在知道逻辑门可以实现算法后,我们可以使用以下图表来表示加法位和进位位的输出结果: 3.那为什么它被称为半加器呢?因为他不够完美!半加器将两个二进制数相加,以获得一个加法位和一个进位位。然而,绝大多数二进制是多余的。半加器没有做的是将之前加法可能产生的进位纳入下一个操作。如下所示: 4.为了解决半加器的问题,让我们画一幅新的图片: 分析图:最左边第一个半加器的输入A和输入B,它的输出是一个加和和相应的进位。这必须添加到前列的进位输入中,然后将其输入到第二个半加器中。第二个半加器的输出和最终结果! 为什么加法器需要144个继电器? 6.如何用全加器组装加法器? a、这是组装的最终结果 b、首先,将最右端的两个开关和最右端的灯泡连接到全加器上 当两个二进制数相加时,第一列的处理方法与其他列不同,因为后几列可能包括前加法的进位,而第一列不会!因此,加法器的进位输入端是接地的。这意味着第一个进位输入是0。第一列二进制数相加后,可能会产生进位输出,即下一列加法的输入 c、加法器的8个全加器连接,如下图所示: d、如下图所示:

标签: 2二位连接器

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