电报机映射到门电路

古代的数据传输方式

我们都知道以上的效率都是不是很高，传递的范围非常的有限，而且时间也特久，所以后面久开始又出现了，海上的灯塔，长城的烽火台。毕竟光速比声速开，传播距离也远。

从上面呢，我们也知道，这种靠烽火台传输的信息虽然更块，但是传播的信息量少。就是”有“和”无“的概念，相当于 “1” 和 “0”。不能信息复杂化，所以电报诞生了！。

电报来传输信息

• 传输信号的种类
  • 短促的点信号（dot）
    • ”1“
  • 长一点的划信号（dash）
    • ”0“

那么电报信号就是另外一种特殊的二进制编码了。电影里常见的”SOS“，表示出来就是 ”点点点划划划点点点“。
以下是电报机图：

一个摩尔斯电码的电报机

电报机只有一个按钮，按下就是输入信号，按短一点就是发出 ”点“信号，按时间长一点就是”划“信号。

电报机的本质

有了电池开关和铃铛，你就有了最简单的摩尔斯电码发报机

”蜂鸣器+电线+开关“
蜂鸣器在接收方的手里，开关在发送方的手里，只要按下开关，电路通电，蜂鸣器响。短促按下开关就是点信号，同理按的时间长就是长信号。

继电器

用于在线路过长的情况下，电阻太大，电压不够，蜂鸣器就不会响。那么在线路中途建造一个电报站，里面有个电报员，把它听到的信息，原样的发送到下一个电报站去。这就是继电器（Relay）的用法。

中继，其实就是不断地通过新的电源重新放大已经开始衰减的原有信号

原先用来输出声音的蜂鸣器，换成一段环形的螺旋线圈，让电路封闭通上电。因为电磁效应，这段螺旋线圈会产生一个带有磁性的电磁场。我们原本需要输入的按钮开关，就可以用一块磁力稍弱的磁铁把它设在“关”的状态。这样，按下上一个电报站的开关，螺旋线圈通电产生了磁场之后，磁力就会把开关“吸”下来，接通到下一个电报站的电路。

这里的螺旋线圈和磁性开关就是表示着”1“和”0“。

通过线路的组合，我们可以表示逻辑 与，或，非，异或的意思。

比如 与：我们在输入端的电路上，提供串联的两个开关，只有两个开关都打开，电路才接通，输出的开关也才能接通，这其实就是模拟了计算机里面的“与”操作。

比如或：我们在输入端的电路，提供两条独立的线路到输出端，两条线路上各有一个开关，那么任何一个开关打开了，到输出端的电路都是接通的，这其实就是模拟了计算机中的“或”操作。

总结

其实上面所讲的，就是计算机的一个简单的模型，通过电路的”开“和”关“，来表示 ”1“ 和 ”0“。在计算机里面就是晶体管，在不同的情况下，表现为导电的“1”和绝缘的“0”的状态。

通过电报机”螺旋线圈 + 开关“，来构建基本的逻辑电路，在计算机上我们称为门电路。而使用不同的电路和开关的状态，来表示不一样的信息。而这些不一样的信息组成的电路形式，也就是我们所说的门电路。这些门电路是 CPU 的基本逻辑单元。计算机上对于这些 “1” 和 “0” 的操作组合，就是门电路，也叫组合逻辑电路。

声明：该文章是学习笔记和学习心得。以上的部分图片来源于极客时间的”深入浅出计算机组成原理“的课程