现在让我们制作一个用来选猫咪的控制面板。这个控制面板上只有四个开关(与你家墙上控制灯开闭的开关很相似),此外面板上还安装了一个灯泡,如下图所示。
开关打到上面是指开关闭合,反之是指开关断开。或许用来表示猫咪颜色的两个开关标记有点难于理解,这是为了将面板做得简洁而不得已导致的一个小缺憾。在表示颜色的两个开关中,左边的叫做B,意思是说只要它闭合(如上图所示)就表示黑色。两个开关中右边的那个叫做T,意思是说只要它闭合的时候就表示褐色。如果两个开关都闭合则表示其他颜色,这个选择叫做O。两个开关都断开的时候表示白色,用W表示,字母写在下部。
在计算机术语中,开关是一种输入设备(input device),输入是控制电路如何工作的信息。在本例中,输入开关对应于4个二进制数信息,这些信息用来描述一只猫。输出设备(output device)就是灯泡。如果开关描述了一只符合标准的猫,灯泡就会亮。比如上面控制面板所示的开关就表示了一只未绝育的黑色母猫。这只猫符合你的标准,因此灯泡是亮的。
现在我们要做的就是设计一个电路来控制这个面板工作。
前面提到,香农的论文题目是《继电器与开关电路的符号分析》。这里的继电器与之前我们在第6章提到的电报系统中的继电器很类似。然而在香农发表论文的时候,继电器已经被广泛地用于其他领域,特别是在庞大的电话系统网络中。
继电器像开关一样,可以串联或并联在电路中执行简单的逻辑任务。这种继电器的组合叫做逻辑门(logicgates)。这里提到的逻辑门执行“简单”逻辑任务是指逻辑门只完成最基本的功能。继电器优于开关之处就在于,继电器可以被其他继电器所控制,而不必由人工控制。这就意味着,这些简单的逻辑门组合起来可以实现更复杂的功能,例如一些简单的算术操作。事实上,下一章中,我们就将介绍如何利用电线、开关、灯泡、电池和电报继电器来制作一个加法器(尽管它只能用于二进制数计算)。
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