寄存器/内存

1.构建存储1 bit的电路

需要反馈电路(Feedback Circuit),将电路的输出信号作为输入信号

(1)存储1的电路

初始:A、B两个输入只要一个为1,输出就是1:


此时该输出会流回B作为B的输入。因为是OR 门电路,此时无论A输入是0还是1,最终结果都是1,此时就成功存储了1这个bit。

(2)存储0的电路

初始:A、B两个输入只要1个为0,输出就是0:


此时该输出会流回B作为B的输入。因为是AND 门电路,此时无论A输入是0还是1,最终结果都是0,此时就成功存储了0这个bit。

(3)存储0或1的电路——AND-OR 锁存器

它有两个输入SET和RESET。

SET:把输出变成1

RESET:把输出变成0

如果SET和RESET都是0,电路会输出最后放入的内容。

当SET把输出变成1,再使SET和RESET为0的情况

当RESET把输出变成0,再使SET和RESET为0的情况

假设SET和RESET是开关,接通就是1,不接通为0。那么接通开关 SET,输出变为 1,即使断开开关,输出还是 1 不变。接通开关 RESET,输出变为 0,即使断开开关,输出也还是 0。
也就是说当两个开关都断开的时候,最终的输出结果,取决于之前动作的输出结果,这个就是记忆功能。

2.寄存器

AND-OR 锁存器可以优化成如下,只需要一个输入线,另一条控制是否允许写入:

门锁.png

1个锁存器可以控制1bit的存储,一组锁存器可以组成“寄存器”或者更大的“内存”。如果是并列排放,启用会需要很多的输入输出线,所以是通过矩阵来排列锁存器,并通过多路复用器将地址转换为指定行列来读写某一个锁存器。

参考
[1]计算机科学速成课-6

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