与门

我们要介绍的第三个逻辑门，叫做“与门”。它也有两个输入端和一个输出端。“与门”的特点是，当两个输入端值都为1的时候，输出端为1，其它情况，输出端为0。换句话说，只要有一个输入端为低电平，那么它的输出端就是低电平，只有两个输入端都是高电平的时候，它的输出端才是高电平。它的演示电路如下图所示。

“与门”实现的功能听起来是不是和“或门”有点像？只是它们输入输出的0和1是反的。其实“与门”是可以通过用“非门”和“或门”的串联组合来获得，如下图所示。

其它的“与非门”，“或非门”和“异或门”我就不介绍了，本书暂时不会用到，而且所有逻辑门都可以用“非门”和“或门”的串并联组合来获得。如果你对其它逻辑门感兴趣的话，可以自己去翻阅相关资料来学习。

另外，有的时候出于方便，你会看到有多个输入端的“与门”或者“或门”，它们只不过是由多个“与门”或者“或门”串并联组成的，比如3个输入端的“与门”和“或门”电路图就如下图所示。

本章逻辑门到此就介绍完了，那么你有想过为什么这种电子元件叫做逻辑“门”么？因为它就像一个大门，从大门进入一个信号，出去后就变成了另一个信号。当你构建了数以万计的逻辑门组成的逻辑电路后，信号就像是一个小汽车在不同的大门里穿梭来、穿梭去。再思考下，逻辑门一定要是电子元件么？答案是不一定，不知道你是否看过刘慈欣的《三体》里一个桥段“冯诺依曼在秦始皇的帮助下用举黑白旗帜的士兵组成一个庞大的人力计算机，来计算天体的运动规律”？为什么用士兵可以制作计算机呢，这里的本质原因就是因为可以用士兵来制作逻辑门。也就是说“逻辑门”不一定要做成电子元件，任何满足这些逻辑运算规则且具有延时性质的物体都可以当作“逻辑门”。而通过这些基础的逻辑门，我们就可以搭建起庞大的冯诺依曼计算机结构，也就是现代计算机的系统结构。再比如，“我的世界”游戏中有个红石系统，通过红石系统中的“红石火把”、“红石粉”等，我们也可以制作各种各样的逻辑门，于是，就可以在“我的世界”游戏中搭建起一个庞大的计算机系统。