純機械結構可以做出邏輯門嗎

時間 2022-01-03 13:11:47

1樓:流浪的飯炒蛋

可以啊,

機械是物理的應用,計算機的電路表示方法也是個物理過程

白天無聊看到這個問題,構思了一下用ppt畫了個圖來回答

先說最簡單的與門

與閘電路是指當所有的輸入同時為高電平時,輸出才為高電平,否則輸出為低電平。

那就簡單點,有輸入就為1,沒有就是0

約定一下:在機械中有力就是1,沒有就是0

那與門就是這樣的:

與門(簡化)

就是當兩個輸入端都有力的作用,使得槽位都能使「輸出」通過為止,即兩個1,輸出乙個1,否則無輸出(即為0)

為了能充分表示與門,即沒有輸入的時候能表示為0,而且能從1狀態主動回到0,有輸入的時候能主動表示為1(有輸出),還需要加入一點細節:

機械與門

與門是生活中非常常用的機械結構,鎖就是典型代表,而鑰匙是個多輸入與門組成的機構,只有每個銷釘都恰好在正確的位置,鑰匙才能轉動(輸出)。

這種簡單有效的機構已經沿用了得有幾百年了吧

依次類推或門:只要輸入中有乙個為高電平時,輸出就為高電平;或者反過來說:只有當所有的輸入全為低電平時,輸出才為低電平。

與門稍微改動一下就是或門了:

機械或門

然後是最簡單的非門:輸入端和輸出端的電平狀態總是反相。

機械非門

我畫成這樣統一的結構,只不過是為了好模擬講解。

事實上,機械非門的使用場景可以很發散的理解,比如槓桿一端降低另一端必然抬起;一對齒輪的輸入和輸出轉向相反。這不都是類似非門輸入與輸出總是保持相反的狀態。

回答補充的問題:機械結構能不能組成計算機?

如果你將計算機定義為:由邏輯電路組成的系統。

那就毫無疑問了,雖然這種機械式的計算機效率實在太低,但是單論可能的話那就是能。

不過機械計算機有它獨特的優勢,電子計算機最高效的狀態其實不是二進位制,而是三進製,但是由於使用電子電路表示三進製錯誤率遠高於二進位制,所以最後就使用了二進位製作為電子計算機的進製。而機械計算機的「進製」表示相對容易(鎖和鑰匙的結構就可以看成是多個進製),其實也不算是「容易」,畢竟相比於邏輯電路,機械個頭這麼大,能表示也很正常。

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