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第九十四章 逻辑门 下

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(本章已于2022年7月27~28日重写)

现在,我们已经知道了三道逻辑门:

非门(NOT Gate)——反转信号

与门(AND Gate)——全部输入都为1才会输出1

或门(OR Gate)——部分输入为1就会输出1

这三道是最简单的逻辑门。在这一章,我们将会来看看复杂一点的五道门(其实也没多复杂)。

或非门(NOR Gate),简单来说,就是或门+非门。啥意思呢?我们来看一看或非门长什么样子:

◆┊(这里的拉杆为R1)

空┊!(插图94-1)

◆┊(这里的拉杆为R2)

┊······红石线

!······C输出用红石火把

◆······R输入用拉杆

这就是或非门,让我们拿它和或门对比一下:

◆┊

空┊┈

◆┊

┈······C输出红石线

你会发现或非门相比或门,仅仅就是把输出的红石线改成红石火把。但就是这么一个小小的改变,会有什么用?

我们来看看或非门的特性:

当R1=0 R2=0时 C=1

当R1=1 R2=0时 C=0

当R1=0 R2=1时 C=0

当R1=1 R2=1时 C=0

不难发现,对于或非门来说,只要有部分输入为1,就会输出0,必须要所有输入都为0才会输出1。等等,让我们回顾一下或门的特性:

『或门只要部分输入为1时,就会输出1。也就是当部分条件为真(true)时,就会返回真(true)』

这个特性......完全是相反的啊。

没错,或非门,其实就是在或门的基础上对或门的输出动了点手脚,加了个『非门』来反转信号,所以才被称作『或非门』,也因此具有和或门完全相反的特性。

同样的,既然有『或非门』,那自然就有『与非门』。

与非门(NAND Gate),具有和与门完全相反的特性。与门的特性是『要全部输入都为1时,才会输出1』,所以相反的与非门的特性就是『要全部输入都为1时,才会输出0』:

当R1=0 R2=0时 C=1

当R1=1 R2=0时 C=1

当R1=0 R2=1时 C=1

当R1=1 R2=1时 C=0

最简单的与非门,也就是在与门的基础上去掉C输出的红石火把,换成普通的红石粉(不是加上一个非门吗?):

?◆⊕(这里的拉杆为R1)

空┊┈(插图94-2)

??◆⊕(这里的拉杆为R2)

┊······红石线,在这边红石线下面要有任意完整方块,使得它和旁边两个红石火把齐平

?⊕······一个完整方块上面插着红石火把的结构

┈······C输出用红石线

?◆······R输入用拉杆

异或门(XOR gate),虽然带有『或门』字样,但其实它的特性和或门没有太大关系。异或门的结构有些复杂:

◆?⊕!─┈!(这里的拉杆为R1)

空┊┈!█|(插图94-3)

◆?⊕!─┈!(这里的拉杆为R2)

┊······红石线,在这边红石线下面要有任意完整方块,使得它和旁边两个红石火把齐平

?⊕······一个完整方块上面插着红石火把的结构

┈······红石线,在这边红石线下面要有任意完整方块,使得它高于地平线1米

─······地平线上的红石线

|······地平线上的红石线,作为C输出点

!······红石火把

?◆······R输入用拉杆

异或门具有如下特性:

当R1=0 R2=0时 C=0

当R1=1 R2=0时 C=1

当R1=0 R2=1时 C=1

当R1=1 R2=1时 C=0

也就是说,异或门必须在所有输入有不一致的情况下才会输出1,输入都一样反而会输出0。也就是当所有条件有不同时,才会返回真(true)。这就是为什么『异或门』开头为『异』,这个『异』就是指『不一样的输入』。

同或门(XNOR gate)的特性和异或门完全相反,它的特性是这样的:

当R1=0 R2=0时 C=1

当R1=1 R2=0时 C=0

当R1=0 R2=1时 C=0

当R1=1 R2=1时 C=1

也就是说,同或门必须要所有输入一致才会输出1,输入不一致反而会输出0。这就是为什么这类逻辑门叫做『同或门』,其中的『同』字就代表『相同的输入』

同或门的结构其实就是在异或门的基础上套了个非门来反转输出:

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