理论教育 用触发器进行数学计算

用触发器进行数学计算

时间:2023-11-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:奇妙的是,触发器能帮助我们进行计算。图1-3图1-3中,上面一排的触发器记录了被加数101,中间一排的触发器记录了加数111。我们知道,触发器接到两个脉冲后,回到初始状态0,同时输出一个应答脉冲作用于第二个触发器。这个脉冲使第四个触发器变成状态1,其他的电信号无法对第四个触发器起作用。如果每一排的触发器是20个,就可以进行百万以内的加法运算,触发器的数目越多,可以计算的数值也越大。

用触发器进行数学计算

奇妙的是,触发器能帮助我们进行计算。下面,我们来看一下,它是如何进行加法运算的。

把触发器排成3排(图1-3),上面的一排触发器记录被加数,中间一排记录加数,下面一排则记录得到的和。给装置通上电,上面一排和中间一排处于状态1的触发器会向下面一排的触发器输出应答脉冲信号。

图1-3

图1-3中,上面一排的触发器记录了被加数101,中间一排的触发器记录了加数111。这时,下面一排的第一个触发器(最右边的那一个)通电后收到两个应答脉冲:上面一排和中间一排的最右边的触发器各输出一个。我们知道,触发器接到两个脉冲后,回到初始状态0,同时输出一个应答脉冲作用于第二个触发器。此外,第二个触发器还从对应的加数项获得一个应答脉冲。这样一来,第二个触发器也得到了两个应答脉冲,翻转两次后回到初始状态0,向第三个触发器输出一个应答脉冲。第三个触发器不仅得到了这个脉冲,还从对应的被加数和加数项分别获得了一个应答脉冲。所以,第三个触发器共获得了3个脉冲,处于状态1,并且输出一个应答脉冲。这个脉冲使第四个触发器变成状态1,其他的电信号无法对第四个触发器起作用。图1-3装置就这样用“竖式”进行两个数的加法运算:

转换成十进制就是5+7=12。下面一排的触发器记录了1,并把它输送到前一个触发器中,相当于我们“竖式”中的进位。(www.daowen.com)

如果每一排的触发器是20个,就可以进行百万以内的加法运算,触发器的数目越多,可以计算的数值也越大。

需要注意的是,真正用来计算的装置要比图1-3复杂得多。其中,就包括脉冲“延迟”装置。实际上,按照图1-3的画法,上面一排和中间一排的两个脉冲会同时到达下面一排的触发器,两个脉冲汇合成一个。为了计算的准确性,要避免这样的情况,所以两个脉冲不能同时到达,必须有一个要“延迟”。安装了“延迟”装置后,记录脉冲的速度就会变慢。

这个装置经过改装,就可以做减法,甚至是乘法(实际上是加法的累加,因此所需的时间长些)、除法及其他的运算。

上面所说的装置已经用在了计算机上,每秒钟能够运算几万甚至几十万次。随着科学技术的进步,计算机的速度也将会越来越快。也许,有些人会认为这么快的速度没有必要,用万分之一秒和用四分之一秒算出一个15位数的平方,难道区别很大吗?对于我们来说,都是一眨眼的事。

真的是这样吗?我们看下面的例子:一个优秀的棋手,每走一步棋都会考虑上百种方法。如果每考虑一种方法就需要几秒钟的时间,上百种方法就需要几十分钟。在大赛中,经常会出现时间不够用的情况。假如把考虑走棋方案这个工作交给计算机,会出现什么情况呢?要知道,计算机每秒钟就能运算几千次,一眨眼的时间就能考虑完全部方案,永远不会出现时间不够用的情况。

有的人可能会说,计算机跟下棋根本不是同一回事,计算机擅长的是计算,而下棋需要思考,计算机能做到吗?在此,我们不必争论这个问题,后面会具体讲到。

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