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计算机组成原理第⼀章思考题1、什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个重要？ 计算机系统：由“硬件”和“软件”两⼤部分组成。
（原书就只写了这个，完全没再解释，总觉得应该会有更详细全⾯的概念，可惜百度了很久也没找到满意的） 计算机硬件：即计算机的实体部分，它由看得见摸得着的各种电⼦元件、各类光、电、机设备的实物组成，如主机、外设等等。
计算机软件：由⼈们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成。
通常可以分为两⼤类：系统软件和应⽤软件。
系统软件⼜称为系统程序，主要⽤来管理整个计算机系统，监视服务，使系统资源得到合理调度，确保⾼效运⾏。
应⽤软件⼜称应⽤程序，他是⽤户根据任务需要所编制的各种程序。
很显然缺⼀不可。
2、如何理解计算机系统的层次结构？3、说明⾼级语⾔、汇编语⾔和机器语⾔的差别及其联系。
机器语⾔：⽤户必须⽤⼆进制代码0/1编写程序。
难度很⼤，但可以直接在机器上执⾏。
汇编语⾔：符号式的程序设计语⾔。
⽤符号ADD、SUB、MUL、DIV等分别表⽰加减乘除等操作，并⽤符号表⽰指令或数据所在存储空间的地址，使程序员摆脱了⼆进制代码程序。
但是必须先将汇编语⾔程序翻译成机器语⾔程序后，才能被机器接受和运⾏。
这个翻译过程是由机器系统软件中的汇编程序来完成的。
由于汇编语⾔摆脱不了实际机器的指令系统，因此，汇编语⾔没有通⽤性，每台机器必须有⼀种与之相对应的汇编语⾔。
⾼级语⾔：这类⾼级语⾔对问题的描述⼗分接近⼈们的习惯，并且还具有较强的通⽤性。
程序员完全可以不必了解实际机器M1的机型、内部的具体组成及⾃⾝的指令系统，只要掌握这类⾼级语⾔本⾝所赋予的语法和语义，便可直接⽤这种语⾔编程，很⽅便。
当然在进⼊M1机器运⾏前，必须先将⾼级语⾔翻译成汇编语⾔（或其他中间语⾔程序），然后再将其翻译成机器语⾔程序。
通常，我们把⾼级语⾔程序翻译成机器语⾔程序的软件叫做翻译程序。
翻译程序有两种：⼀种叫编译程序，另⼀种叫解释程序。
第一章计算机系统概述1.电子（电子线路）数字（电子线路是数学式）通用（计算机本身功能多样）计算机系统。
2.计算机系统由计算机硬件（构成计算机的所有实体部件的组合）和计算机软件（一系列按照待定顺序组织的计算机数据和指令的集合）组成。
3.硬件指由中央处理器，存储器以及外围设备等组成的实际装置，硬件的作用是完成每条指令规定的功能。
指令是计算机运行的最小的功能单位，指令是指示计算机硬件执行某种运算，处理功能的命令。
4.软件是为了使用计算机而编写的各种系统的和用户的程序，程序由一个序列的计算机指令组成。
指令是用于设计的一种计算机语言。
5.计算机系统的层次结构：数字逻辑层，微体系结构层（这两层是硬件部分），指令系统层（处在硬件和软件系统），操作系统层，汇编语言层，高级语言层（这三层是软件部分）。
6.运算器（ALU，算术逻辑单元）（1）算术运算和逻辑运算（2）在计算机中参与运算的数是二进制的（3）运算器的长度一般是8，16，32或64位。
7.存储器（1）存储单元：在存储器中保存一个n位二进制数的n个触发器，组成一个存储单元。
（2）存储器地址：存储器是由许多存储单元组成，每个存储单元的编号称为地址。
（3）内存储器（ROM,RAM）8.信息单位（1）位（bit，简写b）数字计算机信息单位；包含1位二进制（0或1）（2）字节（Byte,简写B）由8位二进制信息组成（3）字（Word）计算机一次所能处理的二进制位数，至少一个字节，通常把组成一个字的二进制位数称为字长9.存储器的分类（1）按照在计算机中的作用（主存储器，寄存器，闪速存储器，高速缓冲存储器，辅助存储器等）10.主存储器（主存）通常采用半导体存储器（1）随机存取存储器（RAM）CPU可读写，断电时内容被消除（2）只读存储器（ROM）CPU只能读写，断电后可保留其数据，存储在ROM中的软件常被称为固件。
11.寄存器（CPU内部的一组特殊存储单元）（1）读写速度比主存快的多，通常被用于使用最为频繁的数据项，以避免多次访问主存，减少主存访问可大大加快计算机速度。
微处理器与接口技术实验指导实验一监控程序与汇编语言程序设计实验一、实验要求1、实验之前认真预习，明确实验的目的和具体实验内容，设计好主要的待实验的程序，做好实验之前的必要准备。
2、想好实验的操作步骤，明确通过实验到底可以学习哪些知识，想一想怎么样有意识地提高教学实验的真正效果。
3、在教学实验过程中，要爱护教学实验设备，认真记录和仔细分析遇到的现象与问题，找出解决问题的办法，有意识地提高自己创新思维能力。
4、实验之后认真写出实验报告，重点在于预习时准备的内容，实验数据，实验过程、遇到的现象和解决问题的办法，自己的收获体会，对改进教学实验安排的建议等。
善于总结和发现问题，写好实验报告是培养实际工作能力非常重要的一个环节，应给以足够的重视。
二、实验目的【1】学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法；【2】学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统；【3】学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。
三、实验注意事项（一）实验箱检查【1】连接电源线和通讯线前TEC-XP16实验系统的电源开关一定要处于断开状态，否则可能会对TEC-XP16实验系统上的芯片和PC机的串口造成损害。
【2】五位控制开关的功能示意图如下：【3】几种常用的工作方式【开关拨到上方表示为1，拨到下方为0】（二）软件操作注意事项【1】用户在选择串口时，选定的是PC机的串口1或串口2，而不是TEC-XP16实验系统上的串口。
即选定的是用户实验时通讯线接的PC机的端口；【2】如果在运行到第五步时没有出现应该出现的界面，用户需要检查是不是打开了两个软件界面，若是，关掉其中一个再试；【3】有时若TEC-XP16实验系统不通讯，也可以重新启动软件或是重新启动PC再试；【4】在打开该应用软件时，其它的同样会用到该串口的应用软件要先关掉。
（三）联机通讯失败自检如果上述的硬件和软件的操作都正确，联机却依旧失败，可以进行如下测试：【1】测试PC机的串口是否能正常工作，或是换一台PC或换同一台PC的另一个串口再试，在换串口时要将TEC-XP16实验系统断电，换完后重新启动实验系统和软件；【2】检查机器上的元器件插接是否正确(建议用户对照能够正常通讯的实验系统进行详细检查)，有没有被学生动过，尤其是扩展内存和扩展I/O接口时，芯片方向是否插对，片选信号有没有连接；【3】检查相应的短路子是否连接正确；【4】建议教师预留一台运行正常的TEC-XP16实验系统备用，机器出问题后可以对照检查。
《计算机组成原理与汇编语言》课后习题及作业答案王建东2006年9月第一章习题参考答案1、什么是存储程序工作方式？（P.2.）答：(1) 事先编制程序(2) 实现存储程序(3) 自动、连续地执行程序2、采用数字化方法表示信息有哪些优点？（P.5.）答：(1) 抗干扰能力强，可靠性高(2) 在表示数值时，可以获得很宽的表示范围以及很高的精度。
(3) 数字化的信息可以存储，信息传送也比较容易实现。
(4) 可表示的信息类型与范围及其广泛，几乎没有限制。
(5) 能用逻辑代数等数字逻辑技术进行信息处理，着就形成了计算机硬件设计的基础。
3、如果有7X9点阵显示出字符A的图像，请用9个七位二进制代码表示A的点阵信息。
0000000000100000101000100010011111001000100100010010001000000004、数字计算机的主要特点是什么？（P.16.）答：(1) 能在程序控制下自动连续地工作(2) 运算速度快(3) 运算精度高(4) 具有很强的信息存储能力(5) 通用性强,应用领域极其广泛5、衡量计算机的基本指标有哪些？（P.17.）答：（1）基本字长（2）数据通路宽度（3）运算速度(4) 主存储器容量(5) 外存容量(6) 配置的外围设备及其性能(7) 系统软件配置6、举出一种实际计算机，列举出各部件、设备的技术性能及常配置的软件？略7、软件系统一般包含哪些部分？列举你熟悉的三种系统软件。
（P.9.）答：系统软件是一组使计算机良好运行而编制的基础软件。
它包括：（1）操作系统如：Windows 2000，Linux，Unix（2）编译程序、解释程序如：C++编译程序，Peal解释程序（3）各种软件平台如：数据库管理系统8、对源程序的处理有哪两种基本方式？（P.11.）答：对源程序的处理有解释和编译两种类型。
解释方式是边解释边执行。
如：BASIC 它的优点是支持人机对话方式的程序设计，可以边执行边修改；所需要的主存空间较小。
第一章思考题与习题1.1计算机的发展到目前为止经历了几个时代？每个时代的特点是什么？1.2计算机的特点表现在哪些方面？简述计算机的应用领域。
1.3冯·诺依曼型计算机的结构由哪些部分组成？各部分的功能是什么？分析其中数据信息和控制信息的流向。
1.4计算机中的CPU由哪些部件组成？简述各部分的功能。
1.5微型计算机系统主要由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？1.6微型计算机的分类方法有哪些？1.7 什么是微型计算机的系统总线？定性说明微处理器三大总线的作用。
1.8 微型计算机的总线标准有哪些？怎样合理地加以选择？1.9 简述微型计算机的主要应用方向及其应用特点。
1.10 奔腾系列微处理器有哪些特点？与其它微处理器相比有哪些改进？1.11 解释并区别下列名词术语的含义。
（1）微处理器、微计算机、微计算机系统（2）字节、字、字长、主频、访存空间、基本指令执行时间、指令数（3）硬件和软件（4）RAM和ROM（5）机器语言、汇编语言、高级语言、操作系统、语言处理程序、应用软件（6）CMOS、BIOS、Cache芯片1.12 微型计算机系统软件的主要特点是什么？它包括哪些内容？1.12 定性比较微型计算机的内存储器和外存储器的特点及组成情况。
第二章思考题与习题2.1 简述计算机中“数”和“码”的区别，计算机中常用的数制和码制有哪些？2.2 将下列十进制数分别转化为二进制数、八进制数、十六进制数和压缩BCD数。
（1）125.74 （2）513.85 （3）742.24（4）69.357 （5）158.625 （6）781.6972.3 将下列二进制数分别转化为十进制数、八进制数和十六进制数。
（1）101011.101 （2）110110.1101（3）1001.11001 （4）100111.01012.4 将下列十六进制数分别转化为二进制数、八进制数、十进制数和压缩BCD数。
（1）5A.26 （2）143.B5（3）6AB.24 （4）E2F3.2C2.5 根据ASCII码的表示，查表写出下列字符的ASCII码。
第1章进制及码元1．进制转换129= 81H= 10000001B=201Q298= 12AH= 100101010B=452Q1000= 3E8H= 1111101000B= 1750Q5DH= 1011101 B= 135 Q= 93 D3E8H= 1111101000 B= 1750Q= 1000 D;357Q=11101111 B= 0EF H= 239 D3．数据表示范围：一字节的无符号数表示范围为0～255，有符号数(补码)表示范围为-l28—+127。
一个字的无符号数表示范围为0～65535，有符号数(补码)表示范围为—32768～+32767。
N位二进制数的无符号数表示范围为0～(2N-1)，有符号数(补码)表示范围为-2N-1～(2N-1-1).4．35H代表的ASCII字符为'5'，代表十六进制数时等价的十进制值为53 ，代表压缩8421BCD码等价的十进制值为35 ，代表非压缩8421BCD码等价的十进制值为5。
5．FFH代表无符号数时等价的十进制值为255 ，代表补码有符号数时等价的十进制值为一1 ，代表反码有符号数时等价的十进制值为一0 ，代表原码有符号数时等价的十进制值为一l27。
6．--20的8位二进制补码为ECH ，原码为94H ，反码为EBH 。
158的16位二进制补码为009EH，原码为009EH ，反码为009EH 。
第2章微机硬件基础1．计算机系统硬件的五大功能部件及其主要功能?答：硬件系统按功能模块分为运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。
运算器主要完成算术运算、逻辑运算及移位运算，其中主要包括算术逻辑运算单元Arithmetic Logic Unit，ALU)和暂存数据(原始、中间、结果)的寄存器(Register，R)。
控制器实现对计算机部件的协调调度完成指令的分析执行，其中主要有程序计数器Program Counter，PC)或叫指令指针(Instruction Pointer，IP)、指令寄存器(Instruction register，IR)、指令译码器(Instruction Decoder，ID)、微操作命令发生器、时序发生器等。
经典习题整理第一章计算机系统概论一．填空题。
1.存储______并按______顺序执行，这是______型计算机的工作原理。
解析：计算机的硬件系统是根据冯.诺依曼计算机体系结构的思想设计的，采用了存取程序的设计思想，存储程序并按地址顺序执行，是冯.诺依曼型计算机的工作原理。
2.计算机中有在流动：一股是，即操作命令，其发源地是，它分散流向各个部件；另一股是，它受的控制，从一个部件流向另一个部件，边流动边加工处理。
解析：计算机中有两股信息在流动：一股是控制信息，即操作命令，其发源地是控制器，它分散流向各个部件；另一股是数据信息，它受控制信息的控制，从一个部件流向另一个部件，边流动边加工处理。
3.程序设计语言一般可分为三类：，，。
解析：程序设计语言一般可分为三类：机器语言，汇编语言，高级语言。
4.操作系统最早出现在第代计算机。
解析：第三代计算机的主要特点：用集成电路代替了分立元件，用半导体存储器取代了磁芯存储器；在软件方面，操作系统日益成熟。
5.多媒体CPU是带有技术的处理器，它是一种技术，特别适用于处理。
解析：多媒体PC机是指具有多媒体功能的PC机。
其CPU 带有MMX技术的处理器，它是一种多媒体拓展结构技术，特别适用于图像数据处理，它以新一代奔腾CPU为代表，极大地提高了在多媒体和通信应用方面的功能。
二．选择题。
（ D ）1.完整的计算机应包括______。
A 运算器、存储器、控制器。
B 外部设备和主机。
C 主机和实用程序。
D 配套的硬件设备和软件系统。
（ C ）2.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是______。
A．节约元件 B 运算速度快C 物理器件的性能决定D 信息处理方便（ D ）3.我国在______年研制成功了第一台电子数字计算机，第一台晶体管数字计算机于______年完成。
A 1946，1958B 1950，1968C 1958，1961D 1959，1965（C ）4.主机中能对指令进行译码的部件是。
第一章习题与思考题一、填空题：1.计算机一般由、、、和五部分组成。
2.机器语言是。
3.汇编语言是。
4.高级语言是。
5.CPU的位数是指。
6.系统总线是指。
7.微型机与一般计算机的中央处理器的区别在于。
8.单片机是指。
9.单板机是指。
一、填空题：1.运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备2.用“0”或“1”二进制代码表示的面向机器的程序设计语言3.用英语缩写词（或助记符）表示的面向机器的程序设计语言4.用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言5.CPU常指CPU数据总线的宽度6.系统内各主要功能部件之间传送信息的公共通道（线路）7.微机的运算器和控制器集成在一块半导体集成电路芯片上8.运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备集成在一块芯片上的计算机9.运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备集成在一块印刷电路板上的计算机二、选择题：1.完整的计算机系统应包括( )A．运算器、控制器、寄存器组、总线接口B．外设和主机C．主机和应用程序D．配套的硬件设备和软件系统2.计算机系统中的存储器系统是指( )A.RAMB.ROMC.主存储器D. 内存和外存3.机器语言是指（）A．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言B．用二进制代码表示的程序设计语言C．用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言D．用“0”或“1”表示的面向机器的程序设计语言4.汇编语言是指（）A．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言B．用二进制代码表示的面向机器的程序设计语言C．用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言D．用助记符表示的程序设计语言5.高级语言是指（）A．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言B．用二进制代码表示的程序设计语言C．用自然语汇表示的面向对象的程序设计语言D．用英语缩写词表示的面向机器的程序设计语言6.（）是以CPU为核心，加上存储器、I/O 接口和系统总线组成的。
A．微处理器B．微型计算机 C．微型计算机系统 D.单片机7.计算机能直接认识、理解和执行的程序是（）。
计算机组成原理第一章计算机组成原理第一章主要涉及计算机发展的历史背景及计算机的基本概念。
在计算机产生之前，人们使用机械计算器进行数学计算，并且需要手动操作进行算术运算。
而计算机的诞生改变了这种情况，计算机可以自动执行计算任务，大大提高了计算速度和精确度。
计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备等。
而软件则是安装在计算机硬件上的程序和数据。
计算机通过执行软件中的指令来完成各种任务。
计算机的基本运算包括加法、减法、乘法和除法。
在计算机中，数值以二进制形式表示，并且利用电子开关来表示0和1。
这种二进制形式的计算和存储使得计算机系统更加高效和可靠。
在计算机系统中，信息的传输是通过电路连接实现的。
信息可以通过数据总线、控制总线和地址总线进行传输。
数据总线负责传输数据，控制总线负责控制和协调计算机内部各个部件的工作，地址总线用于指定存储器或者设备的地址。
计算机也需要进行数据的存储和检索。
内存是计算机存储数据和程序的地方，它被划分为多个存储单元，每个存储单元可以存储一个数据或者指令。
计算机还需要外部存储器来存储大量的数据，例如硬盘和光盘等。
计算机的指令集架构是计算机体系结构的重要组成部分。
指令集架构定义了计算机系统中处理器的指令和寄存器，以及指令的执行方式。
目前常用的指令集架构包括x86、ARM和MIPS 等。
计算机的工作方式可以分为单指令周期工作方式和多指令周期工作方式。
单指令周期工作方式意味着计算机每个指令在一个时钟周期内完成执行。
而多指令周期工作方式则允许计算机在一个时钟周期内执行多个指令。
总之，计算机组成原理第一章主要介绍了计算机的基本概念和发展历史，以及计算机系统的组成和工作方式。
了解这些基本知识对于理解计算机的工作原理和设计原则非常重要。
第一章1.1 解：五代，详细见书1.2 解：微型计算机：以大规模、超大规模集成电路为主要部件，以集成了计算机主要部件——控制器和运算器的微处理器为核心，所构造出的计算机系统。
PC机：PC（Personal Computer）机就是面向个人单独使用的一类微机。
单片机：用于控制的微处理器芯片，内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件，如：ROM、RAM、定时器、并行接口、串行接口，有的芯片还集成了A/D、D/A转换电路等。
数字信号处理器DSP：主要面向大流量数字信号的实时处理，在宿主系统中充当数据处理中心，在网络通信、多媒体应用等领域正得到越来越多的应用1.3 解：微机主要有存储器、I/O设备和I/O接口、CPU、系统总线、操作系统和应用软件组成，各部分功能如下：CPU：统一协调和控制系统中的各个部件系统总线：传送信息存储器：存放程序和数据I/O设备：实现微机的输入输出功能I/O接口：I/O设备与CPU的桥梁操作系统：管理系统所有的软硬件资源1.4 解：系统总线：传递信息的一组公用导线，CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换。
好处：组态灵活、扩展方便三组信号线：数据总线、地址总线和控制总线。
其使用特点是：在某一时刻，只能由一个总线主控设备来控制系统总线，只能有一个发送者向总线发送信号；但可以有多个设备从总线上同时获得信号。
1.5解：（1）用于数值计算、数据处理及信息管理方向。
采用通用微机，要求有较快的工作速度、较高的运算精度、较大的内存容量和较完备的输入输出设备，为用户提供方便友好的操作界面和简便快捷的维护、扩充手段。
（2）用于过程控制及嵌人应用方向。
采用控制类微机，要求能抵抗各种干扰、适应现场的恶劣环境、确保长时间稳定地工作，要求其实时性要好、强调其体积要小、便携式应用强调其省电。
1.6 解：1.7 解：I/O通道：位于CPU和设备控制器之间，其目的是承担一些原来由CPU处理的I/O任务，从而把CPU从繁杂的I/O任务中解脱出来。
`00第一章课外练习题一、单项选择题：1．从键盘输入的字符，在计算机内存储的是它的（A）（A）二进制编码（B）四进制编码（C）八进制编码（D）十六进制编码2．6位无符号二进制数能表示的最大十进制数是（B）。
（A）64 （B）63 （C）32 （D）31 3．十进制数269变换为十六进制数是（C）。
（A）10B （B）10C （C）10D （D）10E 4．8位的微型计算机系统是以16位来表示地址，则该微机系统有（C）个地址空间。
（A）255 （B）65535 （C）65536 （D）1048576 5．8位有符号二进制数能表示的最大十进制数是（D）。
（A）256 （B）255 （C）128 （D）127 6．十六进制数88H，可表示成下面几种形式，请找出错误的表示（D）。
（A）无符号十进制数136 （B）带符号十进制数－120（C）压缩型BCD十进制数88 （D）8位二进制数－8的补码表示7．有一个数值152，它与十六进制数6A相等，那么该数值是（B）。
（A）二进制数（B）八进制数（C）十进制数（D）四进制数8．7位ASCII总共可表示（C）个符号。
（A）256 （B）127 （C）128 （D）255 9．4B的字长是（C）。
（A）8位（B）16位（C）32位（D）64位二、判断题（判断每题正误，对的在题后括号内划“√”，错的划“×”）1．字节通常用英文单词“Bit”来表示（×）。
2．目前广泛使用的Pentium计算机其字长为5个字节（×）。
3．存储器中将8个相邻的二进制位作为一个单位，这种单位称为字节（√）。
4．微型计算机的字长并不一定是字节的整数倍（×）。
三、填空题1．8位有/无符号整数的表示范围写成16进制形式为（80~~7F）/（00~~FF）。
2．己知：计算机中有一个“01100001”编码，如果把它看作是无符号数，它是十进制什么数（97）；如果认为它是BCD，则表示（01100001）BCD；认为它是某个ASCII，则代表（a）字符。
汇编语言与计算机原理第一章System Architecture 作者 M、Morris Manno 清华大学出版社IBM PC Assembly Language and Programing 作者 Peter Abel 清华大学出版社计算机系统原理作者张基温电子工业出版社计算机体系结构作者人民大学出版社汇编语言程序设计作者于春凡南开大学出版社第一章逻辑运算及计算机逻辑部件电子计算机分为电子模拟计算机和电子数字计算机两种类型。
电子模拟计算机用于对连续的物理量（如电流、电压）进行计算，仅使用于少数专业领域。
电子数字计算机用于处理离散（非连续）数据，我们通常所使用的电子计算机属于电子数字计算机。
实现电子数字计算机计算功能的基础是电子开关电路。
电子开关电路又称为逻辑电路，是能够实现逻辑运算的电子电路。
1849年英国的乔治布尔创建了逻辑代数，之后逻辑代数发展成一门独立的学科。
逻辑代数研究的是逻辑运算，是计算机科学的一门重要的基础学科。
由于电子技术的出现和发展，研究人员发明了实现各种逻辑运算的电子逻辑部件，为电子计算机的设计奠定了基础。
本章我们学习逻辑运算和逻辑电路的基本知识，使大家了解电子计算机的最基本工作原理。
1、1 基本逻辑运算和逻辑电路一、逻辑常量、逻辑变量和逻辑运算1．逻辑常量和逻辑变量对某一事物的陈述或判断，结果只有一种，或“真” 或“假”。
例如，对于判断表达式“a>3”，当a=4,5,6…时，我们说该表达式成立，或者说该表达式的运算结果为“真”值；当a=3或a<3时，我们说该表达式不成立，或者说该表达式的运算结果为“假”值。
这里的“真” 或“假”在逻辑代数中称为逻辑常量，因此，逻辑常量只有两个。
有时，我们用字母“T”作为“真”值的符号表示，用字母“F”作为“假”值的符号表示，在计算机科学中，常常用二进制数字“1”表示“真”值，用数字“0”表示“假”值，或者相反。
逻辑变量是仅允许取值为逻辑值的变量。
通常用大写字母表示逻辑变量，如A，B等。
逻辑变量的取值只能是“真”值或“假”值。
2．逻辑运算逻辑运算是对逻辑量定义的运算，表示逻辑运算的式子称为逻辑表达式，逻辑表达式的运算结果仍是逻辑值。
在逻辑代数中定义了三种基本逻辑运算，即“与”运算、“或”运算和“非”运算。
并且上述三种基本逻辑运算可以通过组合，构成的复杂逻辑运算。
这类似于基于加、减、乘、除基本算术运算构成的综合算术运算。
二、基本逻辑运算及其定义1．“与”（AND）运算“与”运算又称为逻辑乘。
这里“与”的含义是“并且”的意思，即当两个进行“与”运算的逻辑量的值同为真值时，运算结果为真值；如果其中有一个逻辑量的值为假值，“与”运算的结果为假值。
一般，变量A和B的“与”运算记作AB，或A∧B，或A∩B，或AB。
如果将参加逻辑运算变量的每一可能取值及其运算结果列表，我们将该表称为真值表。
例如，描述AB运算的真值表如表1、1、1所示。
在真值表中数字“1”代表“真”值，数字“0”代表“假”值。
分析表1、1、1可知：如果一个逻辑变量和0相“与”，运算结果为0；一个逻辑变量和1相“与”，运算结果和该逻辑变量值相同，即，A0=0，A1=A。
ABAB000010100111表1、1、1 AB运算真值表2．“或”（OR）运算“或”运算又称为逻辑加。
这里“或”的含义是“或者”的意思，即当两个进行“或”运算的逻辑量的值同为假值时，运算结果为假值；如果其中有一个逻辑量的值为真值，“或”运算的结果即为真值。
一般，变量A 和B的“或”运算记作A+B，或A∨B，或A∪B。
描述A+B运算的真值表如表1、1、2。
在汉语中“或”的含义可以是“可兼或”，也可以是“不可兼或”，例如：⑴ X>1 或X<10⑵ X>10或 X<-10例⑴中的“或”的含义是“可兼或”，例⑵中的“或”的含义是“不可兼或”。
在逻辑代数中“或”运算的含义可以是“可兼或”，也可以是“不可兼或”。
ABA+B000011101111表1、1、2 描述A+B运算真值表分析“或”运算的真值表可以得知：如果一个逻辑变量和1相“或”，运算结果为1；一个逻辑变量和0相“或”，运算结果和该逻辑变量值相同，即，A+0=A，A+1=1。
3．“非”(NOT)运算“非”运算又被称为取反运算。
变量A的“非”运算记作，或~A。
当变量A的值为真时，的值为假值；当变量A的值为假时，的值为真值。
“非”运算真值表如表1、1、3。
A 0110图1、1、3 描述A运算真值表三、基本逻辑电路基本逻辑电路又称为逻辑门电路(Logic Gates)，是一种能够实现基本逻辑运算，由电子元件组成的电路。
门电路的输入端和输出端有两种电压信号：高电平（3v~5v）和低电平(0、1v~0、5v)，这样就可以将电子元件的输入端或输出端的电压状态和逻辑值对应起来，例如，用高电平代表逻辑值1，用低电平代表逻辑值0，或者反之。
表1、1、4给出了基本逻辑门电路的电路图符号。
名称实现运算电路图符号与门Ｆ＝ＡＢFBA 或门Ｆ＝Ａ＋ＢBFA非门Ｆ＝AF表1、1、4 基本逻辑门四、组合逻辑门电路除上述三种基本逻辑门外，常用的逻辑门电路还有实现组合逻辑运算的与非门、或非门、异或门、同或门等。
1．“与非”运算、“与非”门变量Ａ和Ｂ的“与非”逻辑运算表示为，“与非”运算实际是“与”运算和“非”运算的逻辑组合，即将两个逻辑量先进行“与”运算，再对其运算结果进行“非”运算。
“与非”门的逻辑电路符号如图1、1、1，真值表如表1、1、5。
分析“与非”运算的真值表可以看出：进行“与非”运算的两个逻辑量中只要有一个为假值运算结果即为真值；当两个逻辑量同为真值时，“与非”运算结果为假值。
ABAB001011101110表1、1、5 “与非”运算真值表ABF图1、1、1 “与非”门2．“或非”运算、“或非”门变量Ａ和Ｂ的“或非”逻辑运算表示为，“或非”运算实际是“或”运算和“非”运算的逻辑组合，即将两个逻辑量先进行“或”运算，在对其运算结果进行“非”运算。
“或非”门逻辑电路符号如图1、1、2，真值表如表1、1、6。
分析“或非”运算的真值表可以看出：进行“或非”运算的两个逻辑量中只要有一个为真值时，运算结果即为假值；当两个逻辑量同为假值时，“或非”运算结果为真值。
表1、1、6 或非门真值表ABFABAB001010100110图1、1、2 或非门3．“异或”运算、“异或”门变量Ａ和Ｂ的“异或”逻辑运算定义为：B + A，一般用符号“”表示＂异或＂运算，因此上式可简化表示为ＡＢ。
“异或”门逻辑电路符号如图1、1、3，异或逻辑运算真值表如表1、1、7。
从“异或”运算真值表可以看出，当A和B的值相同时，异或运算结果为0，当A和B的值不同时，异或运算结果为1。
ABF000011101110表1、1、7 异或运算真值表ABF1、1、3 异或门4．“同或”逻辑运算、“同或”门变量Ａ和Ｂ的“同或”逻辑运算定义为：+ AB =，“同或”门逻辑电路符号如图1、1、4，同或逻辑运算真值表如表1、1、8。
ABF001010100111ABF表1、1、8 同或逻辑运算真值表图1、1、4 同或门由同或逻辑运算的表达和真值表可以看出：两个逻辑量的同或运算等价与对它们进行异或运算再取反。
上面介绍的四种逻辑运算实际上是“与”、“或”、“非”的组合逻辑运算，由于计算机和其他数字电路经常应用这些组合，因此也被看作基本逻辑运算，相应电路也视作门电路，并且在电路图中常常表示为相应的电路图符号。
1、2 逻辑表达式及其化简一、逻辑表达式逻辑表达式由逻辑运算符号、逻辑常量、逻辑变量以及括号组成，具有一定逻辑运算含义的式子。
例如：Ｆ＝（Ａ＋AＢ）逻辑表达式运算顺序是先括号内，后括号外，在没有括号，或同一括号内运算优先级顺序为：1．“非”运算2．“与”运算3．“或”运算同级运算由左至右顺序进行。
逻辑表达式表达的运算同样可以用真值表描述，如Ｆ＝（Ａ＋AＢ）的真值表如表1、2、1所示。
逻辑表达式运算可以用逻辑门组合的逻辑电路实现，图1、2、1给出了实现上述运算的电路图。
ABC Ｆ00000010010001101001101011011110图1、2、1 Ｆ＝（Ａ＋A Ｂ）真值表AB F C图1、2、2 实现Ｆ＝（Ａ＋AＢ）运算电路图二、逻辑表达式化简逻辑表达式ABC+AB+C和AB+C都是对变量A、B、C的运算，观察和比较两个表达式的真值表（表1、2、、2和表1、2、、3）发现两个表达式的真值表是完全相同的，所以表达式ABC+AB+C和AB+C是等价的。
但是前一个表达式要比后者复杂，所以实现运算的逻辑电路也要比后者复杂。
所以，为了简化电路，以减少门电路使用，降低制造成本在，逻辑电路设计中应先对复杂的逻辑运算进行化简。
ABC Ｆ00000011010001111000101011011111ABC Ｆ00000011010001111000101011011111表表1、2、、2 ABC+AB+C真值表1、2、、3 AB+C真值表在逻辑代数中可以使用已经得到证明的基本花简公式，使用演绎法对逻辑表达式化简。
表1、2、4列出了基本化简公式，对这些公式证明的最直接方法是分别给出等号两边表达式的真值表，如果真值表相同的，则证明了该等式。
名称化简公式同一律A+0=A A1=A 零律A+1=1 A0 = 0 幂等律A+A=A AA=A矛盾律A+=1 A=0交换律A+B=B+A AB= BA 结合律A+(B+C)=(A+B)+C A(BC)= (AB)C分配律A(B+C)=AB+ACA+BC=(A+B)(A+C)吸收律A+ AB=A A (A+B)=A 反演律 =• =+ 否定律=A表1、2、4 基本化简公式下面举例说明应用化简公式对复杂逻辑表达式化简方法。
例题1 化简逻辑表达式ABC+AB+C解ABC+AB+C =AB（C+）+ C ；分配律 =AB + C ；矛盾律例题2 化简逻辑表达式AB+C+C解 AB+C+C= AB + ( +)C ；分配律= AB +C ；反演律= (AB +)(AB + C)；分配律=1（AB + C）；矛盾律= AB+C ；同一律三、逻辑运算在计算机逻辑部件设计中的应用举例这里我们对计算机中的重要逻辑部件全加器的设计说明逻辑运算在计算机逻辑部件设计中的应用。
全加器是带进位的一位加法器，是组成计算机运算器的基本部件。
两个二进制数相加，如：Ｙ＝Ａ＋Ｂ，考虑其中的第i位的运算，可以表示为设Yi = Ai +Bi + Ci-1、。
其中Ai 、Bi 分别为两个加数的第i位对应数字，Yi 二为本位和，Ci-1、为i-1位向本位的进位。
由于是二进制运算，Ai 、Bi 、Yi 以及Ci-1只能取值０或１。
