在中间距离也建个电报站,然后雇一个人,得到发送方的电报信息之后,重新敲一遍发送给真正的接收方,但是这需要多余的人力,所以可以如下图所示,搞个棒子连起来带动下一个开关的输出。
这其实就是继电器原理,我们来看看继电器是如何的设计的。
下方通电产生磁力,吸引上方的金属杆挂下,然后上方形成回路因此也通电了,这样远距离传输的微弱电流就被又一次放大输出了,所以最终的远距离电报应该是这样的。
可以看到继电器这个发明是真的巧妙。
理解了上面所述的电的生成、电报以及继电器之后我们再来看看二进制。
基于二进制的数字系统是最简单的,只有 0 和 1,不能再进一步简化了,而简单就代表着清晰,就像开关要么开要么关。
而二进制的组合又可以代表多种可能,比如第一个 0 表示男,1 表示女 ,第二个 0 表示胖,1 表示瘦。
让我们再回到之前的电池电灯图中,这次搞两个开关。
可以得知两个开关都闭合电灯才会亮,如果转化成二进制表示,0 表示开关断开,1 表示开关闭合,0 表示灯泡不亮,1 表示灯泡亮,总结成一张表格的话就是:
左开关 右开关 灯泡0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
这其实就是我们熟知的 AND 操作,如果把电路稍微改一下就是 OR 操作了。
如果把很多开关组合起来就能执行简单的逻辑任务,但是开关需要手动的去控制。
记得之前提到的继电器吗?它也能串联或者并联电路,而且可以被其他继电器联动控制,不需要一个一个拨动,因此用继电器来组合更加合适,而继电器的组合称之为逻辑门。
简单点的就像下图所示,开关闭合灯泡就会亮。
有些人觉得这不是多次一举吗,这其实是个缓冲器,可以延迟信号,也可以放大信号,而且这个电路比较简单,实际上有很多组合,比如下图的这个反向操作,开关闭合的灯反而不会亮。
还有像这样的串联组合,只有两个开关都闭合灯泡才会亮。
当然这里的输入不一定得是开关,输出也不一定得是灯泡,只是为了更加直观的表现出来,不过这样画电路太麻烦了,于是电气工程师们就搞了个符号来表示这些电路,比如上面的串联其实就是 AND 操作,是与门。
简化一下上面的图就变成下面的样子。
如果电路图如下所示,就是并联,随便一个开关开了灯泡都会亮,这就是或门。
简化符号是这样的:
前面还提到个反向操作的,开关闭上灯泡反而不亮的叫反向器,符号如下图所示。
我们再来看看这样的电路。