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在学科的发展历程中，习惯上，人们将不带有软件系统的存储程序式电子数字计算机系统称为硬件裸机，将硬件裸机，参与构成硬件裸机的各类部件及其研究范畴统称 为硬件（方向）。 2.3 数字逻辑与集成电路 数字逻辑是数字电路逻辑设计的简称，其内容是应用数字电路进行数字系统逻辑设计。电子数字计算机是由具有各种逻辑功能的逻辑部件组成的，这些逻辑部件按其结构可分为组合逻辑电路和时序逻辑电路。组合逻辑电路是由与门、或门和非门等门电路组合形成的逻辑电路；时序逻辑电路是由触发器和门电路组成的具有记忆能力的逻辑电路。有了组合逻辑电路和时序逻辑电路，再进行合理的设计和安排，就可以表示和实现布尔代数的基本运算。而布尔代数只使用1（真）和0（假）两个数，这样，当二进 * chfght 制的加法、乘法等运算与布尔代数的运算建立了对应关系后，就可以用逻辑部件来实现二进制数据的加法、乘法等各种运算。 例5 基本的“与”、“或”、“非”门电路。 “与”门电路一般有两个以上的输入和一个输出。图(a)表示了一个“与”门电路，其输出P和输入A、B、C之间的逻辑关系可用下面的式子表示： P＝A·B·C 电路设计中，用高电平信号表示1，低电平信号表示0，那么，“与”门电路只有当输入A、B、C同时为1时，输出P才为1，否则，P为0。 “或”门电路可以用图(b)表示。一般地说，“或”门电路是一种具有逻辑加法功能的电路，它有两个以上的输入和 * chfght 一个输出，其输出P和输入A、B、C之间的逻辑关系可用下面的式子表示： P＝A＋B＋C 在具体的电路设计中，如果我们用高电平信号表示1，低电平信号表示0，那么，“或”门电路仅当输入A、B、C中有一个为1时，输出P就为1，否则，P为0。 “非”门电路可以用图(c)表示。一般地说，“非”门电路是一种具有逻辑取反功能的电路，它只有一个输入和一个输出，其输出P和输入A之间的逻辑关系可用下面的式子表示： P＝～A 在具体的电路设计中，如果我们用高电平信号表示1，低电平信号表示0，那么，“非”门电路当输入A为0时，输出P就为1，否则，当输入A为1时，输出P为0。 * chfght “与”、“或”、“非”三种门电路示意图 P P P ↑ ↑ ↑ ┌──┻──┓ ┌──┻──┓ ┌──┻──┓ │ · │ │ ＋ │ │ ～ │ └┳─┳─┳┛ └┳─┳─┳┛ └──┳──┛ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ A B C A B C A ? （a） （b） （c） 将布尔代数和前面谈到的二进制联系起来，我们可以看出，“与”、“或”、“非”门电路的作用与集合运算“交”、“并”、“补”是一致的。一旦门电路中仅使用两个电平信号0和1，引入二进制及其运算规则，那么，用门电路及其组 * chfght 合就可以实现二进制的各种运算，而对复杂电路的计算，如电路的化简就有可能通过布尔代数的方法进行。事实上也正是如此。 由此可见，真正构成计算机科学基本的、核心的内容是围绕计算而展开的大量带有规律性的知识，而不是具体的实现技术。因为，在将来，我们完全可能发展一种能表示二进制数及其运算的新技术，它比今天的微电子技术精度更高、生产价格更便宜。如果真是那样，这种技术就可能取代微电子技术在计算科学中的地位。近年来科学研究的发展已显现出一些很有希望但尚不成熟的技术，如光电子技术，金属表面处理技术等。当然，程序技术在可预见的将来尚不太可能被别的技术所代替，原因是它与各种应用相联系，而且在形式上易于反映能行性这一本质的计算特征，在表达形式上与通常算法的描述较为接近,设计和生产