第四章：门和电路
4.1 计算机和电学———原书概念摘录
任何电信号都有电平。
我们根据信号的电平区分信号的值，分类如下：
0~2伏的电压是低电平，由二进制数字0表示。
2~5伏范围内的电压是高电平，由二进制数字1表示。
注意:计算机中的信号被限制在上述两个范围之内。
门（gate) :对电信号执行基本运算的设备，接受一个或 多个输入信号，生成一个输出信号。（但一个门接受一个或多个输入信号,生成一个输出的信号）。
每种类型的门执行一个 特定的逻辑函数。
电路（circuit）：相互关联的门的组合，用于实现特定的逻辑函数。
例如，电路可用来执行 算术运算和存储值。在电路中，一个门的输出值通常会作为 另一个门或 多个门的输入值。电路中的 电流由经过精心设计的相互关联的门逻辑控制。
描述门和电路的表示法有三种：
1.布尔表达式
2.逻辑框图
3.真值表
布尔代数（Boolean algebra）：表示 二值逻辑函数 的数学表示法。
变量和函数的值：只是0或1。
表达式：演示电路活动的极好方式。
布尔代数其 特有的运算 和 属性 使我们能够用 数学符号定义 和 操作电路逻辑。
逻辑框图（Boolean algebra): 表示二值逻辑函数的数学表示法。
每种类型的门由一个特定的图形符号表示。
真值表（truth table）：列出了所有可能的输入值 和相关的 输出值的表，从而定义了这种门的功能。
4.2 门
非门（X=A’）：对输入值求逆，输入0，输出1；输入1，输出0
与门（X=A·B）：接受两个输入信号，若都为1则输出1，否则输出0
或门（X=A+B）：同上，若都为0则输出0，否则输出1
异或门（X=A⊕B）：同上，若两个输入信号相同则输出0，否则输出1
与非门X=（A·B）’：与与门相反，输出都为1则输出0，否则输出1
或非门X=（A+B）’：与或相反，若都为0则输出1，否则输出0
具有更多输入的门：门可以被设计为接受三个或更多个输入值。 对于逻辑框图符号，只需要在原始符号上加入第三个输入信号即可。但对于布尔表达式，则需要重复一次与操作，以表示第三个值。
具有三个输入的门有2^3或八种可能的输入组合，可以联系第三章的内容理解。
4.3 门的构造、——原书概念摘录
晶体管（transistor）
1 .定义：作为导线或电阻器的设备，由输入信号的电平决定它的作用。
2 .扮演角色：1.传导电流的 电线；2.阻止电流的电阻器。（由输入信号电平决定角色）
3 .门使用晶体管建立输入值和输出值之间的映射。
4 .材料： 半导体（既不是良导体也不是绝缘体的材料）。
5 .三个接线端： 源极、基极(基极值控制的门决定了是否把源极接地）和 发射极（通常被连接到地线）。
6 .晶体管只能是 开（生成 高电平输出信号）或 关（生成低电平输出信号）两种状态，由基极电信号决定。
7 . 只用 一个 晶体管来制造非门。
8 . 与非门需要 两个 晶体管。
9 . 或非门的构造也需要 两个 晶体管。
10 . 与门需要 三个 晶体管，其中 两个 用于构造与非门，一个用于构造非门。
4.4 电路
布尔代数的一大优点是其允许我们利用可证明的数学法则来设计逻辑电路。
加法器
门的奇妙组合组成的加法器，结合第一周所读的内容，便能很明确地了解到为什么需要引入二进制了————它和半导体的特性的契合度实在是太高了！
加法器（adder）：对二进制值执行加法运算的电路。
半加器（half adder）：计算两个数位的和并生成正确进位的电路。
全加器（full adder）：计算两个数位的和，并考虑进位输入的电路。
两个半加器可以组成一个全加器
多路复用器
多路复用器（multiplexer）：使用一些输入控制信号决定用哪条输入数据线发送输出信号的电路。
多路分配器是执行相反操作的电路。
储存器电路
数字电路的另一个重要作用是可以用来存储信息。
类型之一：S-R 锁存器
储存器的核心是通过设计逻辑电路来使储存单位的储存结果不受输入值的干扰
集成电路
集成电路（integrated circuit）：又称芯片（chip），是嵌入了多个门的硅片。
集成电路（IC）是根据它们包含的门数分类的。这些分类也反映了IC技术的发展史
CPU芯片
CPU只是一种具有输入线和输出线的高级电路。
每个CPU芯片都有大量的引脚，计算机系统的所有通信都是通过这些引脚完成的。
第五章：计算部件
第五章涉及了大量关于计算机硬件的术语，主要经行了解掌握
下面是相关术语的引用
可编址性（addressability）：内存中每个可编址位置存储的位数。
算数/逻辑单元（ALU）：执行算数运算和逻辑运算的计算机部件。
寄存器（register）：CPU中的一小块存储区域，用于存储中间值或特殊值。
输入单元（input unit）：接收要存储在内存中的数据的设备。
输出单元（output）：一种设备，用于把存储在内存中的数据打印或显示出来，或者把存储在内存或其他设备中的信息制成一个永久副本。
控制单元（Control unit）：控制其他部件的动作，从而执行指令序列的计算机部件。
指令寄存器（Instruction Register，IR）：存放当前正在执行的指令的寄存器。
程序计数器（Program Counter，PC）：存放下一条要执行的指令的地址的寄存器。
中央处理器（CPU）：算数/逻辑单元和控制单元的组合，是计算机用于解释和执行指令的“大脑”。
总线宽度（bus width）：可以在总线上并行传输的位数。
缓存（cache memory）：一种用于存储数据的小型高速存储器。
流水线（pipelining）：一种指令分解为可以重复执行的小步骤的技术。
主板（motherboard）：个人计算机的主电路板。
磁道（track）：磁盘表面的同心圆。
扇区（sector）：磁道的一个区。
块（block）：存储在扇区中的信息。
寻道时间（seek time）：读/写头定位到指定的磁道所花费时间。
等待时间（latency）：把指定的扇区定位到读/写头之下所花费的时间。
存取速度（access time）：开始读取一个数据块之前花费的时间，即寻道时间和等待时间之和。
传送速度（transfer rate）：数据从磁盘传输到内存的速率。
柱面（cylinder）：所有磁盘表面的同心磁道的集合。
同步处理（synchronous processing）：多处理器将同一个程序应用于多个数据集。
共享内存并行处理器（shared memory parallel processor）：多个处理器共享内存的情况。
一些在学习过程中值得一提的东西
1.引用储存量时使用的是2的幂而引用储存时间时使用的是10的幂，以为时间时用秒来表示的，所以可以用我们熟悉的十进制表示。因为这个区别，所以在表示速度时，K=1000，而在表示储存量时，K=1024（是不是很熟悉）
2.并行处理器中，每一个处理器都在进行这某一阶段的工作，能极大提高处理数据的效率。
小结
读了这两章，内容挺多的，还有很多名词，只能算是粗略了解了一下计算机的逻辑原理和硬件相关知识吧。学完之后无不惊叹于计算机科学家的化繁为简的的能力，将各种所需的情况和逻辑转化成二进制的0和1.