DIY四位计算机：探索二进制与逻辑门

本文档《自己动手制作一台四位计算机》由作者code123在2015年8月25日发布，主要介绍了计算机原理中的基础知识，特别是四位计算机的构造过程。文章以一个实践导向的方式，引导读者理解计算机的核心工作原理，即二进制系统。 首先，作者强调了计算机内部使用二进制的重要性，二进制是所有数字运算的基础，每个数位只能是0或1，遵循"逢二进一"的原则。通过举例，解释了二进制的加法——真值表，展示了四个可能的结果，展示了如何通过"和位"（sum）和"进位"（carry）来表示计算结果。 其次，文章引入了逻辑门的概念，特别是AND、OR和NOT这三种基本逻辑运算，也称为"与门"、"或门"和"非门"。这些逻辑门的运算是基于布尔代数，用于处理二进制信号的逻辑判断。作者详细解释了每个门的运算规则，并给出了相应的图形表示。 接着，作者将真值表的运算规则转换为逻辑门的组合形式，设计了"半加器"，它仅处理两位的相加，涉及了OR门和AND/NOT门的组合。这部分内容帮助读者理解了如何利用基础逻辑部件实现简单计算。 文章的最后一部分未在提供的部分内容中给出，但可能会继续介绍如何将半加器扩展到更复杂的"全加器"（full-adder），以及如何利用这些加法器构建更大规模的算术逻辑单元（ALU），从而完成多位数的加减运算，这是计算机硬件设计的关键步骤。整个过程展示了从基础概念到实际操作的逐步构建过程，有助于读者对计算机的工作原理有更深的理解和实践能力的提升。