CPU的工作原理2——基本门电路的构建与逻辑解读
在了解了CPU的核心单元——晶体管开关后，让我们进一步探索这些开关如何组合成神奇的逻辑世界。首先，我们要用这些开关构建出基础的逻辑元件，也就是门电路，它们就像是电子世界的基石，奠定着复杂计算的基础。
非门电路：电子世界的“开关”
想象一个晶体管开关，我们巧妙地将输入端与一条特别细的通道相连，这就是输出端。当输入为0，就像市政供水管道被阻断，电流只能通过细线流出，输出便为1；反之，输入为1，主通道开启，电流通过后细线无电流，输出为0。这个简单的电路，其逻辑关系可以用非门电路的符号——NOT来表示，它反映了输入与输出的对立关系。
与门电路：逻辑中的“与”运算
接下来，我们来看第二个门电路——与门。两个晶体管并联，输入A和B控制电流的流动。只有当A和B同时为1，电流才能从输出端流出，此时输出为1，这就是与门的逻辑——只有“与”才通，用AND符号来标识。
或门电路：逻辑中的“或”运算
再看第三个门电路——或门。同样是两个晶体管，但它们是并联关系。只要输入A或输入B中的任意一个为1，电流就能从输出端流出，输出为1。这就像一个“或”逻辑，只要满足其中一个条件，结果就成立，用or来代表。
二阶门电路：逻辑运算的进阶
有了基本门电路，我们可以构建出更复杂的二阶门电路，比如异或门。它由与门、非门和或门巧妙组合而成，其特点是当输入A和B不同时，输出为1，用异或门的符号来形象地表示这种独特的逻辑关系。
虽然我们只介绍了这些基础，但门电路的组合无穷无尽，可以构建出许多高级逻辑功能。下节，我们将探索这些逻辑元件如何共同协作，实现更为复杂的运算，比如加法器，揭开数字世界加减乘除的神秘面纱。
让我们继续深入，CPU的世界里，逻辑与运算的力量正在悄悄塑造着我们的数字生活。敬请期待下一部分，了解这些基本逻辑门如何构建出现代CPU的智慧核心——逻辑运算单元（ALU）和数据处理能力。