计算机系统概论(LC-3) 一

LC-3

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求补码的一种方式

1. 从右往左找到第一个不为0的位置
2. 把这个位置左边的位进行翻转

二进制转十进制

正数

负数

1. 对于负数，零-X等于补码的翻转
2. 然后算出结果，再取正数

半导体

1. 半导体可以根据掺杂剂的种类进行分类。完全不含任何杂质且无晶格缺陷的纯净半导体称为本征半导体。
2. 而根据掺杂元素的不同我们可以分为n型或p型半导体。

N型

1. 硅元素和锗元素位于第四主族，最外层有4个电子，结构稳定，是理想的半导体材料。
2. 把最外层具有5个电子的第五主族元素，如磷（P）、砷（As）或锑（Sb）作为杂质掺杂到硅中，即可制成n型半导体
3. 如图：
   1. 当 Gate 有正电压时，#1 和#2 之间短路（开关闭合）
   2. 当 Gate 电压为零时，#1 和#2 之间开路（开关打开）

P型

1. 把最外层具有3个电子的第三主族元素，如硼（B）、镓（Ga）或铟（In）作为杂质掺杂到硅中，即可制成p型半导体
2. 如图：
   1. 当 Gate 有正电压时，#1 和#2 之间开路（开关打开）
   2. 当 Gate 电压为零时，#1 和#2 之间短路（开关闭合）

逻辑门

逆变器（非门）

异或门

或门

与门

与非门

基本逻辑门图示

与门转或门

1. 摩根定律
   1. 可以通过反转输入输出将与门转换成或门，反之亦然。

多路输入

解码器

1. 图示2位解码器
2. 有n路输入，则有2的n次幂个输出，并且每个输出的结果都是1

多路复用器

1. n位选择器，2的n次幂个输出，1个输出，输出结果取决于选择器

全加器

1. 添加2位输入和一个进位，产生一位和，和一个进位

四位加法器

逻辑完整性

组合顺序电路

组合电路

1. 总是为给定的一组输入提供相同的输出

顺序电路

1. 输出取决于存储的信息（状态）加上输入

R-S锁存器

1. 简单的存储元件
2. R用于重置或清楚元素-将其设置为0
3. S用于设置元素-将其设置为1
4. 如果RS都为1，则out可以是0或1

清除R-S锁存器

设置R-S锁存器

结论

1. R1S1
   1. 在锁存器中保持当前值
2. R1S0
   1. 将其设置为1
3. R0S1
   1. 将其设置为0
4. R0S0
   1. 两个输出都等于1，由门的特性决定最后的状态
   2. 不要这么做

D锁存器

1. 两个输入D和WE
2. 当WE为1时，锁存器设置为D的值
   1. S为非D，R为D

寄存器

1. 寄存器存储多位值
   1. 使用了一组D锁存器，都由一个共同的WE控制
   2. 当WE为1时，n位值D被写入寄存器

表示多位值

构建存储器