實際上,一個完整的加法器的輸入端有3個:A、B和低位的進位結果CI。
全加器(Full Adder)
這個全加器相當于是計算3個位(A、B、CI)的和。因此,其最終的“和輸出”為三個數的異或。進位輸出的規律為:3個數中如果有2個或者以上的數為1時,“進位”位就為1.
全加器真值表
為了實現這個功能,可以使用兩個半加器:
這個一位的全加器應用于個位時,需要將進位輸出接到地,即置為0:
將多個“一位全加器”級聯起來,可以變成“多位全加器”,上一個全加器的“進位輸出”連到下一個全加器的“進位輸入”。比如8位全加器如下:
可以簡化為:
或者:
同樣的,可以將兩個8位全加器級聯起來,變成一個16位的全加器:
最后:你可能會問:“計算機真的是以這種方式把數字加起來的嗎?”
基本上是這樣的,但不完全是。
首先,加法器應該做得更快。如果你明白這個電路是如何工作的,你會看到最低位相加產生的進位作為下一列數相加的一個輸入,而第3列的加法又等著第2列加法的進位,依此類推。加法器總體的速度等于加數的位數乘以單個全加器的速度。這種進位方式稱為行波進位。
更快的加法器使用稱為先行進位的加法電路,從而加快了加法進程。
第二(但是十分重要),計算機再也不用繼電器了!盡管它們曾經用過。建于2 0世紀3 0年代初的第一批數字計算機使用繼電器,后來又用了真空管。現代計算機用晶體管。當用在計算機中時,晶體管和繼電器的功能差不多,但是晶體管速度更快,體積更小,更安靜,更省電,而且還便宜不少。構造一個8位加法器仍然需要1 4 4個晶體管(如果采用先行進位,則需要更多),但整體電路的體積卻小多了。
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