❶ 逻辑函数的最简与或式是唯一的吗
不一定是唯一的,比如用卡诺图化简时,最小项的圈法不唯一,就会导致出现不一样的最简式。
卡诺图是逻辑函数的一种图形表示。一个逻辑函数的卡诺图就是将此函数的最小项表达式中的各最小项相应地填入一个方格图内,此方格图称为卡诺图。 卡诺图的构造特点使卡诺图具有一个重要性质:可以从图形上直观地找出相邻最小项。两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个变量。
1.运用卡诺图求函数最简"与-或"表达式
(1)一般步骤:
第一步:作出函数的卡诺图。
第二步:在卡诺图上圈出函数的全部质蕴涵项。按照卡诺图上最小项的合并规律,对函数F卡诺图中的1方格画卡诺圈。为了圈出全部质蕴涵项,画卡诺圈时在满足合并规律的前题下应尽可能大,若卡诺圈不可能被更大的卡诺圈包围,则对应的"与"项为质蕴涵项。
第三步:从全部质蕴涵项中找出所有必要质蕴涵项。在卡诺图上只被一个卡诺圈包围的最小项被称为必要最小项,包含必要最小项的质蕴涵项即必要质蕴涵项。为了保证所得结果无一遗漏地覆盖函数的所有最小项,函数表达式中必须包含所有必要质蕴涵项。
第四步:求出函数的最简质蕴涵项集。若函数的所有必要质蕴涵项尚不能覆盖卡诺图上的所有1方格,则从剩余质蕴涵项中找出最简的所需质蕴涵项,使它和必要质蕴涵项一起构成函数的最小覆盖。
2.归纳起来,卡诺图化简的原则是:
①在覆盖函数中的所有最小项的前提下,卡诺圈的个数达到最少。
②在满足合并规律的前提下卡诺圈应尽可能大。
③根据合并的需要,每个最小项可以被多个卡诺圈包围。
3.求函数的最简"或-与"表达式
当需要求一个函数的最简"或-与"表达式时,可采用"两次取反法"。
具体如下:
① 先求出函数F的反函数F的最简"与-或"表达(合并卡诺图上的0方格);
② 然后对F的最简"与-或"表达式取反,从而得到函数F的最简"或-与"表达式。
卡诺图化简逻辑函数具有方便、直观、容易掌握等优点。但依然带有试凑性。尤其当变量个数大于6时,画图以及对图形的识别都变得相当复杂。
❷ 穷灶门,富水缸的意思
“穷灶门,富水缸”是一句谚语,意思是灶门口要少放柴,水缸里要多放水,指须时刻预防火灾。
富水缸,其实在以前家家户户使用水缸的年代,还有更深刻的含义。以前农村相亲,女方家会看男方家厨房里的水缸,看看水缸满不满。如果水缸装满了水,说明这家人很勤快,过日子有备无患,防患于未然,是一方面的优点,有利于促进相亲成功;
如果水缸里水少或者没有水,女方就会认为这家人比较懒惰,做什么事情也没有规划,日子是得过且过,不懂未雨绸缪,就会给相亲带来消极影响。
这种以小见大的判断虽然并不绝对,但是,还是有一定的道理。话说回来,现在相亲,虽然看重男方的方面不一样,在农村看水缸也只是一个梗,本质上也是看好男方有勤劳的品质为佳。
(2)蕴含门电路扩展阅读:
“穷灶门,富水缸”这句老话,对于现在的人们来说,虽然厨房做饭形式有了很大改变,现在农村的房屋建筑,多采用钢筋混凝土材料建成,厨房里做饭用的“燃料”也多样化,并不都是用柴火做饭。但是,村里人每年还会在厨房里张贴“小心火烛。”其意义还是警示人们,水火无情,要防患于未然。
因为无论我们是用电、燃气、煤或者柴火做饭,都需要热量来烹饪食物,无论用哪种模式“生火”做饭,在正确的操作下,稍加注意都是很安全,没有什么隐患。比如:用电后及时关电路,时常检修线路和水管等;
用燃气后记得及时关紧阀门,家里长时间没人的情况下,记得关闭好总阀门;用煤要保持厨房的通透性佳,注意煤气的安全隐患;用柴火做饭的厨房,还是要“小心火烛”,穷灶门,富水缸,有备无患。
❸ 高分跪求一篇文献综述,最好是社会科学类的。
集成电路研究综述
(涂希文)
【摘要】: 集成电路(IC)是二十世纪重要的发明之一。它被广泛地应用于国民经济和社会的一切领域,其发展规模和技术水平已成为衡量国家地位和综合国力的重要标志之一。IC产业是知识密集、技术密集和资金密集型产业,世界集成电路产业发展异常迅速,技术进步日新月异。IC技术作为推动国民经济和社会信息化的关键技术,关系到国家产业竞争力和国家信息安全。虽然目前中国IC产业无论从质还是从量来说都不算发达,但伴随着全球产业东移的大潮,中国的经济稳定增长,巨大的内需市场,以及充裕的各类人才和丰富的自然资源,可以说中国集成电路产业的发展尽得天时、地利、人和之势,将会崛起成为新的世界IC制造中心。本文在研究过程中,对集成电路的发展历程进行了回顾,并对当今世界IC产业的主要国家及区域的现状及未来计划进行调研,结合我国的IC产业的发展现状进行了深入分析,本文欲抛砖引玉,共同探讨中国IC的振兴之路。本文共分六章。第一章,导论,分析研究的背景和本文研究的意义。第二章,集成电路产业的国际比较,对于集成电路的发发展进行了回顾,着重介绍美国、日本、韩国和我国台湾地区的集成电路发展历程,并深入分析了其能处于世界领先地位的原因。 第三章主要介绍了我国集成电路的发展历程,并在大量数据分析的基础上深入剖析我国集成电路的发展历程、现状、存在的问题并预测了我国集成电路的发展趋势。第四章,提出了构建我国集成电路自主创新战略的战略指导思想与原则。 第五章,研究我国集成电路自主创新战略的对策和措施。第六章,全文总结与展望。综合并集成前面各章的相关结论,得出一些综合性结论要点。集成电路发展研究是一个新课题,本文尽管做了一些研究,但仍然存在不足,很多重要的问题还有待于今后更为深入的研究和思考。
【关键词】:集成电路 集成电路产业 现状 趋势 对策
集成电路是以半导体材料为基片,经加工制造,将元气、有源器件和五连线集成在基片内部、表面或基片之上,执行某种电子功能的微型电路。从20世纪50年代开始,集成电路制造技术经历了从小规模集成(SSI) 、中规模集成(MSI)到大规模集成(LSI)阶段,乃至进入超大规模集成(VLSI)和甚大规模集成(Ultra Large Scale Integration,ULSI)阶段。尤其在过去的30年中,集成电路几乎完全遵循摩尔定律发展,即集成电路的集成度每隔18个月就翻一番。进入20世纪90年代以及21世纪以后,其设计规模由VLSI、ULSI向G规模集成(Giga-Scale Integration,GSI)的方向发展,于是,越来越多的功能,甚至是一个完整的系统都能够被集成到单个芯片之中。电子系统设计已从板上系统(System on Board,SoB)、多芯片模块(Multi-Chip Moles,MCM)进入到系统级芯片(System on Chip,SoC)时代。集成电路的飞速发展体现出如下特点: 特征尺寸越来越小,芯片面积越来越大,单片上的晶体管数目越来越多,时钟频率越来越高,电源电压越来越低,布线层数越来越多,I/O引线越来越多。美国半导体工业协会SIA组织给出了1997年到2009年美国集成电路工艺发展趋势。随着集成度的提高,芯片内部晶体管数目越来越多,集成电路设计的复杂性越来越高,传统的手工设计和适应小规模的设计模式已经不再适用。为了设计复杂的大规模集成电路,人们越来越借助于电子设计自动化(EDA)工具。随着科学技术的迅速发展,和对数字电路不断增强的应用要求,集成电路的发展将对社会的法展起决定性的推动作用。
第一章 研究的背景与意义
全球IC的快速发展,对IC的研究也越来越多,跨国公司直接投资进入对东道国市场结构效应的影响成为国际投资研究的重要前沿领域之一。外商直接投资对东道国市场结构的影响在很大程度上取决于外资进入方式的选择。不同的进入方式对东道国市场结构的影响是不同的,跨国公司与东道国本土企业之间的利益分配也是不同的。跨国公司纷纷进入中国集成电路产业,投资建厂,充分利用本地资源优势,本土企业与跨国公司并存的情况下,本土企业面临着发展的机遇和挑战。新世纪IC产业的变迁为中国IC产业的崛起带来了机遇,如果我们能抓住这一有利时机,中国不仅能成为IC产业的新兴地区,更能成为世界IC强国。在世界IC产业风云骤变之际,相对薄弱的中国IC产业蕴含着潜龙腾空的契机。
第二章 集成电路产业的国际比较
美国于1981年由国防部高级研究计划局(DARPA)开始了MOSIS计划。该计划除了提供多项目晶片(MPW)服务外还订出了一套与厂家无关的设计规则和元件库,符合MOSIS规则的设计将可以在所有支持MOSIS规则的厂家进行生产。美国国家安全局(MOSA)和国家科学基金会(NSF)从1985年开始介入该计划。支持该计划的厂商有IBM、AMI、安捷伦、惠普、TSMC、SUPERTEX、PEREGRINE等,已经可以支持0.13微米的设计和制造。由于MOSIS计划的实施卓有成效,其他国家纷纷效仿。
欧洲一直在跟踪美国的MOSIS计划。欧盟发起的EURO PRACTICE是一个面向工业界的类似美国MOSIS的集成电路组织,德国、比利时、意大利、法国、荷兰、挪威、丹麦、英国、西班牙、瑞典、瑞士、爱尔兰等十一个国家的61个生产、设计和培训机构提供多种统一标准的包括多项目晶片在内的服务。
韩国的IDEC(IC DESIGN EDUCATIN CENTER)是在韩国政府和主要的半导体工业界与1995年成立的以培养人才为主的支持机构。
我国仅台湾省的国家晶片设计中心(成立于1991年)。其宗旨是“为提升基础研究水准,建议成立类似美国MOSIS集成电路设计服务单位,提供微电子系统设计人员更方便之IC制造服务;并推广IC设计概念至咨讯、通讯、消费性电子、精密机械、自动化、航天航空、光电等领域之产业及研究发展单位。”
此外,国际上对于CPU的研究与实验性实施很多,而真正能够生产的却很少。主流体系结构的完整硬件描述层出不穷。欧洲空间局(ESA)公布了完整的SPARCV7和SPARCV8的HDL(VHDL,VERL LOG)描述。但是高速CPU的设计和实施关键却是集中在集成电路版图上,例如,美国DEC公司的ALPHA处理器在1992年就以0.75微米的工艺实现了64位处理器21064,并达到了200兆赫的时钟频率,稍后,以0.5和0.35微米的工艺实现了21164,分别达到了300和433兆赫的时钟频。中国远落后于之,我国落后于其他国家的根本原因:一是缺乏自主知识产权 ,继在上海、成都设立集成电路封装测试工厂之后,英特尔公司宣布,将在大连投资25亿美元建立该公司在亚洲的第一个300毫米晶圆工厂,这使英特尔成为继法国STM公司之后,第二家在中国拥有完整产业链的国外半导体巨头;二是落后在整体水平, “从目前的情况看,我国在集成电路的总体设计能力方面提升较快,龙芯、众志等都是中国自主设计的具有自主知识产权的芯片产品。”科技部高新技术发展及产业化司副司长廖小罕在接受《瞭望》新闻周刊采访时表示,我国的主流芯片设计与美国相比还有几年的差距,“这几年就意味着差很多,因为在IT行业,产品的设计都是以月来计算的。” 廖小罕认为,集成电路设计是智力问题,只要我们有优秀的人才队伍、有好的团队,就能拉近与先进国家的距离,同时我们也有一定规模的芯片生产能力。但要形成规模化的集成电路装备制造业,则需要一个很长的过程。与原子弹的生产不同,集成电路产业化涉及面非常广,其发展在很大程度上体现一个国家的工业化水平。 总体上看,我国集成电路产业经过多年的发展,已初步形成了设计业、芯片制造业及封装测试业三业并举、相互协调的发展格局,但产业规模小,产业链不完善,装备制造业有待逐步建立起来。
由于高端的芯片制造技术和设备关系到国家整体经济的竞争能力,关系到国家战略,所以我国一直没有放弃发展计算机芯片产业的努力,“863”计划和国家重大科技专项都把集成电路设计列入其中。我们在追赶,但别人进步更快,从整体上看,我国集成电路产业目前仍相对落后。而影响产业发展的瓶颈还是国家工业化水平低。
信息产业部中国电子信息产业发展研究院(赛迪集团)所属的赛迪顾问半导体产业研究中心高级分析师李珂从另外的角度分析了我国集成电路产业的发展状况。李珂介绍说,按照摩尔定律,半导体技术18个月就要前进一代,目前45纳米技术最为先进,65纳米技术次之,90纳米技术为当下国际主流技术,在国内也是领先的。从技术水平看,我国集成电路近5年来发展极为迅速,国内领先的技术与国际水平相比大约有5年左右的差距,问题是整体水平相差很大。
集成电路生产中所需设备96%需要进口,原材料半数以上需要进口。如封装过程中需要的金丝线,国内的生产工艺达不到要求,高纯度的气体、试剂等都需要从国外买进。“这些东西不是我们不能做,麻烦的是工艺和品质得不到保障。”李珂强调说。
国家发改委副主任张晓强指出,该项目是近几年来中美经济合作最大的项目之一,将对中国信息产业的发展带来积极影响,并将从推动人才发展、改进基础设施和产业供应链等方面,全面提升中国在全球高科技产业价值链中的地位,对中国东北老工业基地区域经济和集成电路产业发展具有积极意义。
“但政府必须对此有清醒的认识,不管什么样的企业来华建厂,都不能替代自主发展、自主创新。只有我们自己不断地创新发展,不断地学习和积累自身的实力,才会有更多的发展机会、更多的话语权。”接受《瞭望》新闻周刊采访的清华大学教授魏少军强调。
第二章 我国集成电路的发展
2008年,中国集成电路芯片制造业产业规模比上年下滑1.3%,其衰退幅度甚至大于中国集成电路产业整体下滑的幅度。从往年的统计数据可以看到,2007年中国集成电路芯片制造业的增幅为23%,2006年增幅为32.5%,巨大的反差已足以说明芯片制造业所面临的困难有多大。与2001年因网络泡沫破裂而导致的半导体产业急剧下滑相比,2008年全球半导体产业的衰退幅度虽然不像当年那样大,但其波及的产业领域更广,并且持续的时间还难以预测。受国际金融危机影响,2008年全国市场销售额为5973亿元,同比增长6.2%,这是中国集成电路市场首次出现个位数增长。来自工业和信息化部的数据显示,2008年四季度,国内许多集成电路业工厂订单量减少10%以上,产能利用率不足30%。2008年全年电子信息产品进出口总额8854.3亿美元,同比增长10%,增速比上年同期下降13.4个百分点。其中,11月电子信息产品月进出口额出现负增长。2009年3月,我国集成电路出口约38.94亿个,出口总金额约为16.86亿美元,比2月增长19.4%,比2008年同期减少13.9%。1-3月,我国集成电路累计出口约87.12亿个,比2008年同期减少19.7%;累计出口总金额约为42.52亿美元,比2008年同期减少21.5%。2008年下半年开始的全球金融危机对我国集成电路出口造成了很大影响。从2008年11月开始,我国集成电路出口额首次出现同比负增长。截止2009年3月底,我国集成电路的出口额已经连续5个月同比出现负增长。其中,1月份的同比降幅最大,达37.6%;2月和3月的同比降幅有所趋缓,分别为12.3%和13.9%。1月、2月和3月集成电路的出口金额呈逐月上升趋势,但由于全球金融危机余波还未消散,对我国集成电路出口的深远影响还有待观察。2008年11月,国家宣布今后3年,铁路建设投资将达到3.5万亿元,作为相关产业的集成电路行业将从中获益。国务院不久前出台的电子信息产业调整振兴规划又明确指出,将“建立自主可控的集成电路产业体系”,“加大投入,集中力量实施集成电路升级”。对国内集成电路行业来说,政策环境正在不断改善,都将为行业创造良好的外部环境。中小企业应紧紧抓住扩大内需为集成电路产业带来的机遇,重点开拓新市场和技术应用新领域,提高创新能力,努力实现企业在特定领域技术和产品的领先优势。
2009年国内集成电路产业仍将保持增长的态势,但增幅将继续回落。预计2009年产业的整体增幅在4%左右。从2008年国内集成电路设计、芯片制造与封装测试业的发展情况看,产业均受市场的低迷影响,制造业所受的影响最为明显。全年芯片制造业规模增速仅为1%,各主要芯片制造企业均不同程度出现产能闲置、业绩下滑的情况。封装测试业虽然也普遍遇到订单下降、开工率不足的问题,但情况相对较好,全年的行业增幅在7%左右。
除了与别国技术上的差异外,另外一个值得注意的情况是,很多通用的体系结构及其细节都被人申请了专利,这个情况使得我国的工作很难进行,需要国家高层领导人站在国家和民族战略利益的高层次以国家行为进行协调。
今天,我国已经具备了物质条件和一定的技术能力,因为我国境内已建成和在建一批集成电路生产线,其生产工艺及参数可以掌握和控制。同时我国已经拥有一些关于集成电路体系结构和数字与模拟设计的专门人才,通过政府的主导,合理组织这些资源,使我国在集成电路和微处理器方面突飞猛进是可能的。
第四章 构建我国集成电路创新战略
就目前形式来看,我国要研究集成电路的发展规律,形成共识;要统一规划,集中领导;要完善创新体系,加快技术创新;要抓住信息产业转移机遇,优化产业链结构;要向高技术密集、新知识密集转移;要增强、提升大公司的国际竞争力;要解决好我国IC发展的关键问题;要加强海峡两岸IC产业的合作;要提高我国 IC 产业发展的可持续性等。总之,集成电路产业是信息产业和现代制造业的核心战略产业,其已成为一些国家信息产业发展中的重中之重。集成电路设计要与整机开发相结合,积极支持有条件的整机企业建立集成电路设计中心,设计开发市场较大的整机所需的各种专用集成电路和系统级芯片。开发生产有自主知识产权集成电路产品,有条件地逐步扩大国内现有的集成电路生产线的生产能力,加强工艺技术、生产技术的研究与开发,加快现有生产线的技术升级,形成规模生产能力,提高产品技术水平,扩大产品品种。实施优惠政策,改善投资环境,积极鼓励国内外有经济实力和技术力量的企业或投资机构在国内建立集成电路芯片生产线。
第五章 我国集成电路发展的对策及措施
一、由政府主导制订出集成电路的长期发展计划和具体的发展技术规范,鼓励国内厂商、大学和科研机构采用,其技术和人才作为国家战略资源加以保护和扶持。建立国家电路设计中心,开发和维护一套可信、可靠的设计工具、设计规则、各种先进的和普及的电路库等基础数据。培养、吸引和保持大量的人才,为今后的大发展打好基础。采取严格保密制度,以国防、国家安全和政府应用为突破口,打破专利限制,全面掌握各类技术,同时积极运用国家的政治、经济和军事力量,制定出一系列对应方案,化解和顶住可能发生的外部压力。
二、对国家批准的集成电路重大项目,因集中采购产生短期内难以抵扣的增值税进项税额占用资金问题,采取专项措施予以妥善解决。具体办法由财政部会同有关部门制定。为完善集成电路产业链,对符合条件的集成电路封装、测试、关键专用材料企业以及集成电路专用设备相关企业给予企业所得税优惠。具体办法由财政部、税务总局会同有关部门制定。
三、国家大力支持重要的软件和集成电路项目建设。对符合条件的集成电路企业技术进步和技术改造项目,中央预算内投资给予适当支持。鼓励软件企业加强技术开发综合能力建设。国家鼓励、支持软件企业和集成电路企业加强产业资源整合。对软件企业和集成电路企业为实现资源整合和做大做强进行的跨地区重组并购,国务院有关部门和地方各级人民政府要积极支持引导,防止设置各种形式的障碍。通过现有的创业投资引导基金等资金和政策渠道,引导社会资本设立创业投资基金,支持中小软件企业和集成电路企业创业。有条件的地方政府可按照国家有关规定设立主要支持软件企业和集成电路企业发展的股权投资基金或创业投资基金,引导社会资金投资软件产业和集成电路产业。积极支持符合条件的软件企业和集成电路企业采取发行股票、债券等多种方式筹集资金,拓宽直接融资渠道。
四、充分利用多种资金渠道,进一步加大对科技创新的支持力度。发挥国家科技重大专项的引导作用,大力支持软件和集成电路重大关键技术的研发,努力实现关键技术的整体突破,加快具有自主知识产权技术的产业化和推广应用。紧紧围绕培育战略性新兴产业的目标,重点支持基础软件、面向新一代信息网络的高端软件、工业软件、数字内容相关软件、高端芯片、集成电路装备和工艺技术、集成电路关键材料、关键应用系统的研发以及重要技术标准的制订。科技部、发展改革委、财政部、工业和信息化部等部门要做好有关专项的组织实施工作。在基础软件、高性能计算和通用计算平台、集成电路工艺研发、关键材料、关键应用软件和芯片设计等领域,推动国家重点实验室、国家工程实验室、国家工程中心和企业技术中心建设,有关部门要优先安排研发项目。鼓励软件企业和集成电路企业建立产学研用结合的产业技术创新战略联盟,促进产业链协同发展。鼓励软件企业大力开发软件测试和评价技术,完善相关标准,提升软件研发能力,提高软件质量,加强品牌建设,增强产品竞争力。
五、对软件企业和集成电路设计企业需要临时进口的自用设备(包括开发测试设备、软硬件环境、样机及部件、元器件等),经地市级商务主管部门确认,可以向海关申请按暂时进境货物监管,其进口税收按照现行法规执行。对符合条件的软件企业和集成电路企业,质检部门可提供提前预约报检服务,海关根据企业要求提供提前预约通关服务。对软件企业与国外资信等级较高的企业签订的软件出口合同,政策性金融机构可按照独立审贷和风险可控的原则,在批准的业务范围内提供融资和保险支持。支持企业“走出去”建立境外营销网络和研发中心,推动集成电路、软件和信息服务出口。大力发展国际服务外包业务。商务部要会同有关部门与重点国家和地区建立长效合作机制,采取综合措施为企业拓展新兴市场创造条件。
六、加快完善期权、技术入股、股权、分红权等多种形式的激励机制,充分发挥研发人员和管理人员的积极性和创造性。各级人民政府可对有突出贡献的软件和集成电路高级人才给予重奖。对国家有关部门批准建立的产业基地(园区)、高校软件学院和微电子学院引进的软件、集成电路人才,优先安排本人及其配偶、未成年子女在所在地落户。加强人才市场管理,积极为软件企业和集成电路企业招聘人才提供服务。高校要进一步深化改革,加强软件工程和微电子专业建设,紧密结合产业发展需求及时调整课程设置、教学计划和教学方式,努力培养国际化、复合型、实用性人才。加强软件工程和微电子专业师资队伍、教学实验室和实习实训基地建设。教育部要会同有关部门加强督促和指导。鼓励有条件的高校采取与集成电路企业联合办学等方式建立微电子学院,经批准设立的示范性微电子学院可以享受示范性软件学院相关政策。支持建立校企结合的人才综合培训和实践基地,支持示范性软件学院和微电子学院与国际知名大学、跨国公司合作,引进国外师资和优质资源,联合培养软件和集成电路人才。按照引进海外高层次人才的有关要求,加快软件与集成电路海外高层次人才的引进,落实好相关政策。制定落实软件与集成电路人才引进和出国培训年度计划,办好国家软件和集成电路人才国际培训基地,积极开辟国外培训渠道。
第六章 集成电路发展展望
在国家各项扩大内需政策的带动下,集成电路设计业将是今后3年国内集成电路产业中增长最快的领域,预计其今后3年的年均复合增长率将达到14.9%,到2011年设计业规模将达到845.4亿元。随着大量在建芯片生产线的陆续投产,国内芯片制造业在未来3年也将呈现止跌回升的势头,其3年的复合增长率预计将为5.8%,到2011年时其销售收入规模预计为465.07亿元;封装测试业未来则将保持目前稳定发展的势头,到2011年其销售收入规模预计将达到736.7亿元,年均符合增长率为6.0%。
【参考文献】
【1】 中国商情网, 2008-2009年中国半导体集成电路行业发展前景分析及投资风险预测报告[J]
【2】 燕斌,我国集成电路产业发展的现状分析与对策研究[M],天津大学,2004
【3】 宫敏,各国的集成电路发展策略[J],科技专题,2002(6)
【4】 国务院,国务院关于印发进一步鼓励软件产业和集成电路产业发展若干政策的通知[A],2011
【5】 徐宁,超大规模集成电路物理设计理论与算法[M],清华大学,2009(9)
【6】 刘萍萍,FDI对我国集成电路产业市场结构的影响研究[J],大连理工,2009
❹ 电子技术 试卷 帮做下 送分
第一部分:组合逻辑电路分析电路分析的目的:由逻辑电路图得出逻辑表达式或真值表。方法一:穷举法1)将全部输入组合加到输入端;2)根据基本逻辑关系,从输入端到输出端,写出每一级门的输出;3)根据最后输出结果列出真值表,得到逻辑表达式。例:缺点:太麻烦。
方法二:代数法分析步骤:由输入到输出逐级写出每一级门的逻辑表达式,及时利用基本定理对逻辑式化简;由最后输出端得到输出函数式,写出真值表。例如:
第二部分:逻辑函数的化简:什么是最简逻辑表达式?1)表达式中项数最少 2)每项中的变量数最少常用化简方法有:公式法化简,卡诺图法化简。公式法化简常用方法:1)并项法: 利用 A·B+A·B'=A·(B+B')=A2)吸收法: 利用 A+A·B=A·(1+B)=A3)消项法: 利用 A·B+A'·C+B·C=A·B+A'·C4)消因子法:利用 A+A'·B=A+B5)配项法: 利用 A+A=A A+A'=1在化简时,往往需要灵活、交替地综合运用上述方法,才能得到最后的化简结果。卡诺图法化简卡诺图是真值表的图形表达。输入变量:方格的纵坐标和横坐标,每个方格对应输入变量的一组取值;输出函数:方格之中的内容,指输入变量的取当前值时所对应的输出;只有0和1两种取值,通常根据需要只将1写出来,或只写0。特点:每个方格对应一个最小项或最大项;相邻方格只有一个变量不同;用卡诺图表示逻辑函数:1) 从真值表到卡诺图若已知某函数的真值表,在那些使F=1的输入组合所对应的小方格中填1,其余的填0。(无必要也可不填)例:A B C F
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 1
1 1 1 1
BCA 00 01 11 10
0 0 0 1 0
1 1 0 1 0
2) 从逻辑表达式到卡诺图标准和(最小项和)形式 例 将卡诺图中对应(1,2,3,6)的小方格填写1,其余的填写0(或不填);得到:BCA 00 01 11 10
0 0 1 1 0
1 1 1 0 0
积之和形式例 方法一:利用公式,将积之和表达式变为标准和形式,然后填卡诺图。方法二:从上式可以看出,当A=0,C=1时,不论B的值为多少,F=1,对应在卡诺图上,即指将A=0的一行,C=1的两列相交的两个单元格填1;同理,将B=1,C=0的小方格填写1,其余的填写0(或不填);BCA 00 01 11 10
0 1 1 1
1 1
标准积(最大项积)形式 例 将卡诺图中对应(0,4,5,6)的小方格填写0(或不填),其余的填写1;BCA 00 01 11 10
0 0 1 1 0
1 1 1 0 0
也可以将标准积形式转换为标准和形式,再填卡诺图。和之积形式:例 方法一:利用公式,将和之积表达式变为标准积形式,然后填卡诺图。方法二:直接将卡诺图中对应A=0,C=0的小方格和B=1,C=1的小方格填写0(或不填),其余的填写1;BCA 00 01 11 10
0 0 1 0 0
1 1 1 0 1
应用卡诺图化简逻辑化简为最简积之和形式先将真值表或逻辑式转换为卡诺图,可以先将函数表示为最小项之和的形式,每个最小项对应卡诺图中的一个值为1的单元。比如:Y=A'·B·C+A·B·C,仅填1,对应卡诺图:BCA 00 01 11 10
0 1
1 1
利用公式,Y=A'·B·C+A·B·C=(A'+A)·B·C=B·C,对应在卡诺图上,表示为相邻的两个1单元可以合并,同时消去一个变量,保留的是两个最小项的公因子。所谓“留同去变”。利用卡诺图化简的基本原理即为:相邻合并:若相邻方格函数值都是1,则对应的两个最小项可以合并为一个乘积项,该乘积项比合并前的项减少一个变量(减少这2个方格中不同的那个变量);可以通过化圈合并卡诺图中相邻的1来实现逻辑函数最小化;规则:每个圈保持矩形;每圈方格数量为2i个;圈中不含任何0。注意:卡诺图中对边对应方格具有相邻性;四角具有相邻性。最小和(minimal sum)表达式是一个积之和表达式:1)表达式中乘积项数最少;2)每个乘积项中的变量数最少。利用卡诺图化简得到最小和,即是要:1)用最少的圈覆盖卡诺图中所有的1;2)使每个圈尽可能大。名词说明:对于逻辑函数P(X1,…,Xn)和F(X1,…,Xn),若对任何使P=1的输入组合,也能使F为1,则称P隐含F,或者F包含P。只包含1的一个矩形圈实质上就是F的一个蕴含项(或称隐含项)。逻辑函数F(X1,…,Xn)的主蕴含项是隐含F的常规乘积项P,如果从P中移去任何变量,则所得的乘积项不隐含F。主蕴含项是扩展到最大的蕴含项,即为卡诺图上尽可能大的一个矩形圈。最小和应该是主蕴含项之和。一个逻辑函数的所有主蕴含项值和称为完全和(complete sum)。奇异“1”单元:仅被单一主蕴含项覆盖的输入组合
质主蕴含项:覆盖1个或多个奇异“1”单元的主蕴含项,含有其他圈不含的最小项的主蕴含项;
逻辑函数的最小和中必须包含质主蕴含项。所以有卡诺图化简步骤:
1)填写卡诺图
2)圈组:
目的:保证每个圈的范围尽可能大、圈数尽可能少;
对每个“1”单元,找出全部的主蕴含项;
先找奇异“1”单元,圈出质主蕴涵项;
若未圈完全部“1”单元,则从剩余主蕴含项中找出最简的。
“1”单元在圈组时可重复使用。
3)读图:写出化简后的各项,
对每一个圈,写出对应的乘积项,坐标全1时写正变量,坐标全0时写反变量,坐标有1有0时则不写该变量;
各圈对应乘积项相或,得到最小化的积之和式(最小和);化简为最简和之积形式最小积(minimal proct)表达式是一个和之积表达式:1)表达式中和项最少;2)每个和项中的变量数最少。利用卡诺图化简得到最小积的过程和得到最小和的过程类似,只是将圈“1”变为圈“0”。方法一:
1)填写卡诺图
2)圈“0”:
目的:保证每个圈的范围尽可能大、圈数尽可能少;
3) 读图:写出化简后的各项,
对每一个圈,写出对应的和项,坐标全1时写反变量,坐标全0时写原变量,坐标有1有0时则不写该变量;
将各圈对应和项相与,得到最小化的和之积式(最小积);方法二:
1)填写卡诺图,将F变为F',即将卡诺图中为0的单元填1,为1的单元填0。
2)对F',圈“1”找到最小和表达式;3)由(F')'=F,利用德·摩根定理由最小和表示得到最小积表达式。
类别:课程总结 | 添加到搜藏 | 浏览() 网友评论:1 觉得好无聊,一个卡诺图要这么多规定:
对于逻辑函数P(X1,…,Xn)和F(X1,…,Xn),若对任何使P=1的输入组合,也能使F为1,则称P隐含F,或者F包含P。只包含1的一个矩形圈实质上就是F的一个蕴含项(或称隐含项)。逻辑函数F(X1,…,Xn)的主蕴含项是隐含F的常规乘积项P,如果从P中移去任何变量,则所得的乘积项不隐含F。主蕴含项是扩展到最大的蕴含项,即为卡诺图上尽可能大的一个矩形圈。最小和应该是主蕴含项之和。一个逻辑函数的所有主蕴含项值和称为完全和(complete sum)。
奇异“1”单元:仅被单一主蕴含项覆盖的输入组合。
质主蕴含项:覆盖1个或多个奇异“1”单元的主蕴含项,含有其他圈不含的最小项的主蕴含项;
根本没必要!!
❺ minecraft的红石电路符合现实数字电路的原理吗
符合!红石电路的中继器,以及比较器都比较符合数字电路。但是,电专路的传输仅有0/1概念的传输属。
有时,你需要判断输入信号,经过一定的算法产生一个输出。这类电路即为人们耳熟能详的逻辑门(“门”只让满足“逻辑”的信号输出)。虽然有很多种类的逻辑门,最基本的只有三种:与门,或门、非门。
或门
只要或门的任意一个输入为1,输出就会是1。
与门
只有与门所有输入均为1时,输出才会为1。
非门(反相器)
使得输入信号反相(例如输入为0,输出为1;输入为1,输出为0)
蕴含门
蕴含门(IMPLIES Gate)在逻辑学里又称为“实质条件”,简单来说就是“如果A那么B”。
在A → B的所有四种结果中,只有在A为真,但B为假的状况下,蕴含门才会输出信号为假。其他状况蕴含门都输出为真。
如果1代表真,0代表假,蕴含门也可以理解为“A小于等于B”(A<=B)。
方案C在输出为真时需要2刻,输出为假时只需要1刻。类似地,另一个方案在输出为假时需要1刻,输出为1时瞬时反应。如果你必须同步输出周期,一般会用红石中继器来对“较快的”输入端延迟1个红石周期从而使输出同步(对于C而言就是输入端A,对于其他方案而言就是输入端B)。
❻ 物理讲的是什么
物理学是一种自然科学,注重于研究物质、能量、空间、时间,尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系。物理学是关于大自然规律的知识;更广义地说,物理学探索分析大自然所发生的现象,以了解其规则。
物理学(physics):物理现象、物质结构、物质相互作用、物质运动规律。
物理学研究的范围 ——物质世界的层次和数量级
(6)蕴含门电路扩展阅读:
一、分类简介
1、牛顿力学(Newton mechanics)与分析力学(analytical mechanics)研究物体机械运动的基本规律及关于时空相对性的规律
2、电磁学(electromagnetism)与电动力学(electrodynamics)研究电磁现象,物质的电磁运动规律及电磁辐射等规律
3、热力学(thermodynamics)与统计力学(statistical mechanics)研究物质热运动的统计规律及其宏观表现
4、狭义相对论(special relativity)研究物体的高速运动效应以及相关的动力学规律。
5、广义相对论(general relativity)研究在大质量物体附近,物体在强引力场下的动力学行为。
6、量子力学(quantum mechanics)研究微观物质运动现象以及基本运动规律
此外,还有:
粒子物理学、原子核物理学、原子与分子物理学、固体物理学、凝聚态物理学、激光物理学、等离子体物理学、地球物理学、生物物理学、天体物理学等等。
二、物理学史
伽利略·伽利雷(1564~1642年)人类现代物理学的创始人,奠定了人类现代物理科学的发展基础。
1900~1926年 建立了量子力学。
1926年 建立了费米狄拉克统计。
1927年 建立了布洛赫波的理论。
1928年 索末菲提出能带的猜想。
1929年 派尔斯提出禁带、空穴的概念,同年贝特提出了费米面的概念。
1947年贝尔实验室的巴丁、布拉顿和肖克莱发明了晶体管,标志着信息时代的开始。
1957年 皮帕得测量了第一个费米面超晶格材料纳米材料光子。
1958年杰克.基尔比发明了集成电路。
20世纪70年代出现了大规模集成电路。
❼ 红石真的那么神奇吗
简介
为你可以建造起来用于控制或激活其他机械的结构。电路本身既可以被设计为用于响应玩家的手动激活,也可以让其自动工作——或是反复输出信号,或是响应非玩家引发的变化,例如生物移动、物品掉落、植物生长、日夜更替等等。Minecraft中能够被红石控制的机械类别几乎覆盖了你能够想象到的极限,小到最简单的机械(如自动门与光开关),大到占地巨大的电梯、自动农场、小游戏平台,甚至游戏内建的计算机。
如果您懂得红石电路的建造方法,善于利用电路控制机械装置,那么你在Minecraft里将大有可为。红石电路本身也是Minecraft有别于其它沙盒游戏中最优秀与突出的元素之一。
本条目仅仅是不同红石结构的一个概述。您可以点击各章节的主条目查看详细信息。红石电路基本是基于现实生活中的数字电路的。如果您熟悉高等教育中的数字电路的知识的话,本篇目对您来说将很容易理解。[2]
红石元件
红石元件是在红石电路里具有一定使用目的的方块,大致分为三个大类
电源、传输线和电动机械
电源是一个能为整个电路提供能量的机械,例如:红石火把、红石块、按钮
传输线能将能量从电路的一部分传递到另一部分,是红石电路中相当重要的工具,例如:红石、红石中继器
电动机械能接收红石信号并作出相应的反应,例如:活塞、发射器
充能
红石元件与部分方块能够被充能或解除充能。如果说一个方块被“充能”了,则这个方块就可以作为电源,具有向毗邻的“电器”方块供电以使其工作的潜力。(“毗邻”是这样定义的:一个方块是正方体,正方体有6个面。也就是说与一个方块的任意一个面接触的方块最多可能有6个,称之为“与该方块毗邻的方块”)。
当非透明方块(例如石头、沙石、泥土等)被电源(或是中继器、比较器)充能,我们称这个方块被强充能了(这个概念与充能等级不同)。强充能的方块可以激活毗邻的红石线。
当非透明方块仅被红石线充能,我们称这个方块被弱充能了。与强充能的唯一区别是,弱充能的方块无法激活毗邻的红石线。
被充能的方块(无论强度如何)都可以影响毗邻的红石元件。不同的元件产生的反应不同。您可以查看这些元件的具体描述。[3]
充能等级
充能等级(又称”信号强度“)为0到15的整数。大多数电源组件均提供满强度的15级信号,但少数电源组件能提供可定义的信号强度。
红石线能向相邻的红石线传导信号,但每传导1格,充能等级就降低1。因此,连续的红石线最远能将能量传到15格远。为了突破这个限制,你可以保持(使用红石比较器)或是重新加强(使用红石中继器)红石信号。充能等级只会因为红石线之间的直接传导而衰减,不会在红石线与其他元件或方块之间衰减。[4]
红石刻(tick)
为Minecraft计算红石机构状态的最小时间单位,等于二十分之一秒。红石火把,中继器以及激活的红石组件需要1刻(tick)或更多时间改变状态,这就引入了在大型电路中至关重要的延迟。
红石刻(tick)与“游戏刻”或“方块刻”不同。当讨论红石电路时,“刻”一词仅指“红石刻”。
信号与脉冲
具有稳定输出的电路能够产生信号——“激活/非激活”时称为“真/假”或“高电平/低电平”。当信号出现一个较为短暂的非激活-激活-非激活过程,该过程通常被称为脉冲
注意:非常短的脉冲(1-2刻的)可能会使一些电路组件由于红石部件的更新顺序差异而产生问题。例如红石火把、比较器无法响应由中继器形成的1刻脉冲。
电路与机械
两个术语通常都用于指包含电路组件的结构,但两者一般还是有明显区别的:
电路(circuit)为处理信号的结构(生成,修改,组合等)。
机械(mechanism)会对环境产生影响(移动方块,开门,改变光照强度,播放声音等)。
所有机械均包含红石组件或电路,但电路本身是不会对环境产生影响的(除了红石火把或中继器在激活时产生的光,或活塞作为电路组成成分之一时造成的推拉方块的负效果)。明确这些简单的概念有利于我们理解红石电路。
电路特性
1格高电路
1格高电路意味着其纵向只有1格,也就是说这种电路不能存在需要下方方块支撑的元件(例如红石线、红石中继器)。
1格宽电路
1格宽电路指至少1个横向尺寸为1.
平面电路
指的是可以直接建造在地平面,不需要层叠元件(不计方块支撑红石元件)。平面电路通常利于初学者理解与学习。
隐形电路
指的是可以完全隐藏在一堵墙,或地板之下,或天花板之上的电路。这种电路尤其适合活塞门。
立即响应电路
指一接到输入信号,能够马上输出的零延迟电路。
静音电路
指不会发出声音的电路。这种电路不会有活塞、发射器、投掷器等会发出响声的元件。此类电路适合陷阱、安静环境以及需要减噪的电路的建造。
可堆叠电路
指同样的电路可以一个直接叠在另一个上面的电路,叠放之后电路之间不会互相干扰。
可并列电路
指同样的电路可以一个直接毗邻另一个旁边建造的电路,毗邻之后电路之间不会互相干扰。[5]
电路类型编辑
传输电路
信号传输常用术语包括:传输类型,纵向传输,中继器与二极管。
传输类型:
数字的:仅有0/1概念的传输。
模拟的:与信号强度相关的传输。
二进制的:多条数字线路,每条线路代表一个二进制数的其中一位。
一元的:多条数字线路,激活哪条线路决定传输的数据。
纵向传输:即将电路向上(下)传递信号
导线楼梯
最简单的纵向传输就是在斜向上的方块上铺设红石线,1×2的上半格半砖(台阶)上直线向上铺红石,或是2×2的螺旋结构,或是其它类似结构。导线楼梯既能够向上也能向下传输信号,无延迟,但占地庞大,每15个就需要中继。
导线梯
因为萤石块、倒置楼梯与阶梯能够承载红石线的同时不切断红石线,信号就能够在2×1的“梯子”上纵向传输(仅能向上传输!)。导线梯占地小,无延迟,但每15个就需要中继。
火把高塔
红石火把能够充能其上方的方块与相邻的(包括下方的)红石线,这样,纵向传输便成为可能。本方案无需中继,占地小,但会引入不小的延迟。
您也可以用活塞、水等方块建造其他形式的纵向传输方案。
单向电路(即“二极管”)只允许信号沿着一个方向传输,主要用于防止输出端信号对输入端电路产生负面影响(例如信号串扰等)。单向电路也可用于电路压缩时用于防止电路不同部分相互干扰。[6]
二极管
“二极管”指只允许信号单向传输的电路,通常用于防止电路反向干扰引起的输出错误,也可以用于防止线路彼此串扰。常用的二极管包括红石中继器、萤石与倒置台阶。倒置台阶无法向斜下方传输信号,因此将红石线铺上台阶就是一种简单的二极管建造方法。台阶二极管不会引入延迟,但也不会把信号加强。
很多电路已经具有单向性,因为它们的输出端不会接受输入信号,例如以附着在方块侧面的红石火把作为输出的电路。
逻辑电路
有时,你需要判断输入信号,经过一定的算法产生一个输出。这类电路即为人们耳熟能详的逻辑门(“门”只让满足“逻辑”的信号输出)。虽然有很多种类的逻辑门,最基本的只有三种:与门,或门、非门。
或门
只要或门的任意一个输入为1,输出就会是1。
与门
只有与门所有输入均为1时,输出才会为1。
非门(反相器)
使得输入信号反相(例如输入为0,输出为1;输入为1,输出为0)
蕴含门
蕴含门(IMPLIES Gate)在逻辑学里又称为“实质条件”,简单来说就是“如果A那么B”。
在A → B的所有四种结果中,只有在A为真,但B为假的状况下,蕴含门才会输出信号为假。其他状况蕴含门都输出为真。
如果1代表真,0代表假,蕴含门也可以理解为“A小于等于B”(A<=B)。
方案C在输出为真时需要2刻,输出为假时只需要1刻。类似地,另一个方案在输出为假时需要1刻,输出为1时瞬时反应。如果你必须同步输出周期,一般会用红石中继器来对“较快的”输入端延迟1个红石周期从而使输出同步(对于C而言就是输入端A,对于其他方案而言就是输入端B)。
脉冲电路
某些电路需要特定长度的脉冲,其他电路用脉冲长度传达特定信息。脉冲电路派上了用场。
在一个状态稳定,另一个状态不稳定的电路通常称为单稳态电路(monostable circuit)。大多数脉冲电路属于单稳态电路电路,因为它们的激活态(非稳态)只能持续较短时间就回到稳定态。
脉冲发生器
脉冲发生器产生特定长度的脉冲。
脉冲限制器
脉冲限制器(又称脉冲缩短器)可以缩短过长的脉冲。
脉冲稳定器
脉冲稳定器(又称脉冲延长器)可以延长过短的脉冲。
脉冲延迟
脉冲延迟电路能够为脉冲提供延迟。
边沿感应器
边沿感应器在信号变化时:从0到1(“上升沿”感应器)或从1到0(“下降沿”感应器),或两者均感应(“双边沿”感应器)。
脉冲长度识别器
脉冲长度识别器能够在输入脉冲长度在某个范围内时输出信号。
示波器
示波器为依次连接的比较器(1.5以下可以用1刻的红石中继器)链,据此能够通过点亮的中继器数量直观地测量脉冲长度。
时钟电路
时钟电路为持续、重复提供特定长度脉冲的脉冲发生器。一些时钟电路可以永久工作,另一些则可控。
简单的时钟电路只有两个等长的状态(0与1长度相同)。例如5刻激活与5刻非激活的时钟被称为5刻时钟。
中继器时钟
利用中继器(链)获得时钟电路中必要的延迟的电路。通常需要红石火把以获得反相功能。
漏斗时钟
漏斗时钟通过漏斗链循环传递物品,并通过红石比较器侦测输出。
活塞时钟
利用活塞对方块的推拉完成电路的反相功能。
时钟电路也可以基于矿车、船、掉落物品的自然消失等。
记忆电路
与逻辑电路永远反映输入信号不同,记忆电路的输出不单与输入相关,还与“过去的输入”相关。这样能够完成对电路过去状态的“记忆”。在现实生活中的电子学中,锁存器指对输入信号的某个状态产生反应的电路;触发器指对输入信号的变化产生反应的电路。
RS锁存器
RS锁存器有2个输入。输入端为S(Set)端与R(Reset)端:S端输入一旦变成1,输入就为1并保持;R端输入一旦变成1,输入就为0并保持。最简单的RS锁存器为知名的“RS或非锁存器”,其为Minecraft最古老也是最常见的记忆电路。
T触发器
T触发器用于信号切换(类似拉杆)。T触发器具有“时钟”输入端,输入端满足特定条件时,输出端会切换一次。
D触发器
具有"data(数据)"输入端与"clock(时钟)"输入端。输入端满足激活条件时,输出端会变成此刻数据输入端相同的状态。
JK触发器
具有稍微复杂的时序逻辑。详见具体条目。
计数器
与基本触发器不同,计数器能够具有多个状态,从而完成对较大数字的计数。
杂项电路
此类电路一般不常见,但却是大型复杂工程的重要组成部分。
数据分配器与继电器
数据分配器为逻辑门的高级形式之一,选择端的输入信号决定输出端与哪个输入端相同。
随机信号发生器
随机信号发生器能够产生无法预测的信号。一些随机信号发生器利用了Minecraft的随机特性(例如仙人掌生长或发射器对发射槽的选择);另一些则采用数学上的的伪随机算法。
多输入电路
多输入电路能够同时处理多个输入并得出综合输出。此类电路是建造计算器、数字钟与基本计算机的基石。
方块更新感应器
方块更新感应器(BlockUpdateDetector,缩写为BUD)为能够对方块状态改变产生反应的电路(例如石头被开采,水变成冰,南瓜长出等一切涉及方块的数据更改的行为)。[5]
❽ 用电路表示逻辑关系,p∧q可以用串联表示,p∨q可以用并联表示,那么请问蕴涵式p→q怎么用电路表示
p→q中间加个二极管
p↔q 中间直接用线连
❾ 计算机组成原理
学这门课程之前,要先忘掉这门课程名字中的“计算机”三个字。每节课,每个课程阶段都会介绍一种电路。从简单到复杂,从开关到ALU。每个阶段做出来的东西看起来都和“计算机”没什么关系,除了他们都能存储和运算。但是会很清楚的了解到每个阶段做出来的东西其实完全没有“存储”和“运算”功能。他们只不过是一种电路的状态,或者通过一个信号,控制另一部分电路的状态。由于很简单,很容易弄清楚这个东西是如何工作的。最后把所有东西拼成一块CPU的时候,就像你趴在地上拼拼图,拼完最后一块起身俯视的感觉。会了解到高低电平是如何通过各种门电路变成数据,变成屏幕上花花绿绿的程序的。这就是所谓的“原理”。
这门课完全可以用一个词来概括,就是“抽象”。在我看来这也是整个计算机设计中所蕴含的的灵魂。
其实一个门电路完全不知道自己在做什么,不过是按照电气特性把高电平变成低电平,低电平变成高电平。是人们把这些不同的状态抽象出0和1的概念,然后从中产生了“逻辑门”。并用此来表达逻辑运算,然后用这些逻辑运算去表示二进制的数值运算,再把这些运算组合起来,用一组开关来启动,就有了一条指令,最终把这些简单的电路变成了CPU。整个过程不过是一层一层的抽象。上层依赖于下层所提供的功能与意义,完成本身的功能同时又提供了更高层次的抽象。最后你从上挖到下,最底下的一层根本找不到什么0或1 。包括操作系统和各种协议,绝大部分计算机相关的东西都是这么一层层抽象出来的。这就是“计算机”“组成”的“原理”。
友情提示,理论课可以逃,但实验课绝对不能逃。不知道你们的实验课做的是什么,我们是用VHDL写程序,然后烧到一个FPGA试验台里面。由于我的理论课老师每次课程要花至少三分之二的时间给我们讲西游记的处世哲学,所以我基本没怎么上过。但实验课一次没逃过,就算因故缺勤也会自己找老师补上。我感觉算法也好,理论也好,玩具也好,如果自己不亲自拆一遍再装回去,就没办法深刻理解它们是怎么跑起来的。
❿ 红石电路的逻辑电路
逻辑电路(Logic Circuit)可以认为是一个会返回输出结果的装置,输出结果由输入信号以及逻辑门的规则决定。举个例子,当且仅当两个输入到与门的信号都为 '真'/'开'/'激活的'/'高电平'/'1'时,与门才将'真'/'开'/'激活的'/'高电平'/'1'作为输出结果。
有许多不同种类的逻辑门,每种逻辑门都有很多不同的设计方案。不同的方案也各自有优缺点,如电路规模、复杂度、运行速度、维护难度以及花费等。下面的章节会对每一种逻辑门列出很多不同的设计方案供读者参考。 或门输出A开开关关B开关开关A或B开开开关或门(OR Gate)在逻辑学里又称为 选言,运算方法是只要有一个输入信号为真,输出即为真;所有输入都为假时,输出才会为假。
或运算可以层叠,或门可以树状首尾自由组合,之间的顺序与层级不会影响最终的运算结果。.
方案A是最简单的或门:仅仅是一个直接连接输出端和输入端的红石线。不过这也导致这个或门的输入变得很“暴露”,因此同一输入端只能被接在这一个或门上面。图示中的例子用了一个固体方块替代了红石线,这样就不会有这个问题了。
如果你想把输入用在其他地方,输入端必须隔离,或是像上面一样穿过一个方块,或是利用红石火把/中继器,这样就产生了方案B。其实这个方案就是一个输出被反相的或非门。
方案C用中继器隔离了输入端。可以在水平方向将输入端数量扩展到至多15个,比方案B快一刻。如果想扩展更多输入信号,就需要用额外的中继器加强了。然而,由于一个红石中继器需要三个红石粉来制作,故版本C需要较多的红石粉(还有石头)。
方案D1格宽的纵向设计,中继器用于隔离输入输出。本版本只能有两个输入,当然你可以通过层叠或门达到变相扩展输入端数量。
方案E利用了诸如倒置台阶与萤石块等透明方块的特性:他们铺设红石线时只能向上传导,而无法向下传导。本设计与C方案都具有相当强的可扩展性。 或非门输出A开开关关B开关开关A或非B关关关开或非门(NOR gate)即为或的反面,也就是只要有一个输入为真,输出即为假。当所有输入都为假时,才会输出真。
或非门可以由一个红石火把来实现,所以在Minecraft中算是非常基础的逻辑门。(单输入时为非门,无输入时为“真门”即电源)
一个火把很容易透过方案A那样实现三输入,而方案B通过长度加长实现了四输入。如果想实现更多输入端,可以像或门那样层叠,最后再经过一个非门。 与门门输出A开开关关B开关开关A与B开关关关与门(AND gate)在逻辑学里又称为且,只有在所有输入都为真时,才会输出真。和或门类似,三输入与门可以自由层叠。
与门的典型应用是建造一个可以锁住的门,如果要开门,就需要同时按钮按下以及锁(通常是拉杆)打开的情况下激活按钮。
很多与门类似于“三态缓冲器”,输入端B就像一个开关,但它关闭后,输入端A就与电路其他部分断路了。不过与现实生活中的三态缓冲器不同的是,Minecraft里不可以驱动低电流。(请参考维基网络:三态逻辑获知更多信息) 与非门输出A开开关关B开关开关A与非B关开开开与非门(NAND gate)简单来说就是“不全是即真”,也就是与门的反面。在所有的输入都为真时,输出假。
“与非门”跟“或非门”类似,任选一个就可以构建出所有的逻辑门。
与非门也可以通过层叠与门,最后再取反相,来实现输入端扩展。 异或门输出A开开关关B开关开关A异或B关开开关异或门(XOR gate)为只要输入信号有不同时,就输出真,所有输入信号都相同时,才输出假。
异或门一般能满足在多地控制同一机械的需要。控制端(通常为拉杆)用异或门组合,切换任意一个控制端都会改变异或门的输出(类似于现实生活中控制同一个灯泡的两个开关——你可以用任意一个开关控制灯泡的亮暗)。
类似与门、或门,异或门也可以自由层叠。只不过输入端为1的数量为奇数时,最终输出才为1.
方案D很简洁,但只能用拉杆作为输入。加深的方块在另一个固体方块的顶层,同时被两个拉杆和一个红石火把附着。
方案F为纯红石火把方案中最常用的,但一些包括新元件的方案的性能比这个方案更好。方案H采用了活塞,响应速度更快,更节省空间。
除了火把和活塞之外,不同的中继器可以实现相对压缩与便宜的异或门方案。方案I依照可用空间任意选择输入端中继器的来向,下方也可以。方案J使用了便宜的透明方块。
Minecraft 1.5红石比较器的引入使得异或门拥有了新的设计思路:“减法异或门”,平面,响应速度快,静音,建造容易。唯一局限是在生存模式里你需要花时间开采下界石英。
每个输入端与和其距离最近的比较器的侧面与尾部距离均相同,这样可以单个输入端无法使得和其距离最近的比较器输出信号,但能够使距离较远的那个比较器输出信号。因此,整个减法异或门当且仅当只有一个输入端激活时,输出端才有信号。
然而,这种情况必须保证原始输入信号强度完全相同(相差不超过1也可以),否则会出现一侧信号过强将另一侧压制的情况。在保证原始输入信号强度相同的前提下,您才可以使用“基础版”。否则就必须采取方法平衡两边的强度。常用的方法包括“中继版”与“反相版”。 同或门输出A开开关关B开关开关A同或B开关关开同或门(XNOR gate)在逻辑学里又称为“双条件”,或称为“当且仅当”(if and only if)。所有输入信号都相同时才输出真,只要有一个以上不相同时就输出假,也就是异或门的反面。
跟异或门类似,两个输入信号中的任何一个发生改变,输出信号都会发生改变。
在异或门的输出端或者其中一个输入端加非门,可以很方便的等效实现同或门。
方案A为纯火把设计。如果不需要外部输入端,朝后的两个火把可以用拉杆代替,即方案B。方案F较大,但逻辑思路清晰,方案I实际就是异或门方案H的非门改造产物。 蕴含门输出A开开关关B开关开关A蕴含B开关开开蕴含门(IMPLIES Gate)在逻辑学里又称为“实质条件”,简单来说就是“如果A那么B”。
在A → B的所有四种结果中,只有在A为真,但B为假的状况下,蕴含门才会输出信号为假。其他状况蕴含门都输出为真。
如果1代表真,0代表假,蕴含门也可以理解为“A小于等于B”(A<=B)。
方案C在输出为真时需要2刻,输出为假时只需要1刻。类似地,另一个方案在输出为假时需要1刻,输出为1时瞬时反应。如果你必须同步输出周期,一般会用红石中继器来对“较快的”输入端延迟1个红石周期从而使输出同步(对于C而言就是输入端A,对于其他方案而言就是输入端B)。 维基网络:逻辑门