From Nand to Tetris

课程：[中配] 从与非门到俄罗斯方块（计算机系统要素）。边看边用 Python 模拟实现，代码见本地 my_python_computer/my_cpu 项目。

Project 1：基本逻辑元件

1. 基础元件：NAND

其物理实现各不相同（埋坑），是现代计算机的基石。

2. 其它基础逻辑门

从 NAND 出发，可以推导到 NOT 门、AND 门、OR 门、XOR 门等其它基础逻辑元件。

3. 多位基础逻辑门

基础逻辑元件还可以推广到多位。很简单，如：八位与门是八根导线每一根分别取与运算。

4. 多路选择器

为了电路的实际需要，我们通常需要"多路选择器"。试想有两个通路 A 和 B，你需要一个拉杆来控制 A 端的信息输出而非 B 端，这根"拉杆"的信号就起到了选择的作用。

一般地，选择接口如果有 N 根导线，那么可供选择的通路就有 2 的 N 次方个，这样的多路选择器可以很简洁地构建出来：

图 1. 从二路选择器到四路选择器

也可将逻辑门纳入选择：

图 2. 逻辑运算间的选择

本单元重在理解和灵活运用，初步感受基础逻辑门可以操作一些事情就可以了。

Project 2：运算

知识点

半加器；全加器；加一器；多位行波加法器（并非最优，埋坑）；ALU 算术元件；补码和二进制减法

过于简化的 ALU 及其它一些知识

下一步

• Project 3：时序逻辑（触发器、寄存器、计数器）
• 用 Python 实现并测试全部基础门（配套练习存档本地 my_cpu 项目）

相关：学习计划