先說一下半導體，啥叫半導體？就是介于導體和絕緣體中間的一種東西，比如二極管。

電流可以從A端流向C端，但反過來則不行。你可以把它理解成一種防止電流逆流的東西。

當C端10V，A端0V，二極管可以視為斷開。

當C端0V，A端10V，二極管可以視為導線，結果就是A端的電流源源不斷的流向C端，導致Zui后的結果就是A端=C端=10V。

等等，不是說好的C端0V，A端10V么？咋就變成結果是A端=C端=10V了？你可以把這個理解成初始狀態，當Zui后穩定下來之后就會變成A端=C端=10V。

文科的童鞋們對不住了，實在不懂問高中物理老師吧。反正你不能理解的話就記住這種情況下它相當于導線就行了。

2

利用半導體的這個特性，我們可以制作一些有趣的電路，比如【與門】。

我們把這個裝置成為【與門】，把有電壓的地方計為1，0電壓的地方計為0。至于具體幾V電壓，那不重要。

也就是AB必須同時輸入1，輸出端Y才是1;AB有一個是0，輸出端Y就是0。

其他還有【或門】【非門】和【異或門】，跟這個都差不多，或門就是輸入有一個是1輸出就是1，輸入00則輸入0。

非門也好理解，就是輸入1輸出0，輸入0輸出1。

異或門難理解一些，不過也就那么回事，輸入01或者10則輸出1，輸入00或者11則輸出0。（即輸入兩個一樣的值則輸出0，輸入兩個不一樣的值則輸出1）。

這幾種門都可以用二極管或者三極管做出來，具體怎么做就不演示了，有興趣的童鞋可以自己試試。當然實際并不是用二極管三極管做的，因為它們太費電了。實際是用場效應管（也叫MOS管）做的。

3

然后我們就可以用門電路來做CPU了。當然做CPU還是挺難的，我們先從簡單的開始：加法器。

加法器顧名思義，就是一種用來算加法的電路，Zui簡單的就是下面這種。

AB只能輸入0或者1，也就是這個加法器能算0+0，1+0或者1+1。

輸出端S是結果，而C則代表是不是發生進位了，二進制1+1=10嘛。這個時候C=1，S=0。

費了大半天的力氣，算個1+1是不是特別有成就感？

那再進一步算個1+2吧（二進制01+10），然后我們就發現了一個新的問題：第二位需要處理第一位有可能進位的問題，所以我們還得設計一個全加法器。

每次都這么畫實在太麻煩了，我們簡化一下。

也就是有3個輸入2個輸出，分別輸入要相加的兩個數和上一位的進位，然后輸入結果和是否進位。

然后我們把這個全加法器串起來：

我們就有了一個4位加法器，可以計算4位數的加法也就是15+15，已經達到了幼兒園中班水平，是不是特別給力？

4

做完加法器我們再做個乘法器吧，當然乘任意10進制數是有點麻煩的，我們先做個乘2的吧。

乘2就很簡單了，對于一個2進制數數我們在后面加個0就算是乘2了。

比如：

5=101（2）

10=1010（2）

以我們只要把輸入都往前移動一位，再在Zui低位上補個零就算是乘2了。具體邏輯電路圖我就不畫，你們知道咋回事就行了。

那乘3呢？簡單，先位移一次（乘2）再加一次。乘5呢？先位移兩次（乘4）再加一次。

所以一般簡單的CPU是沒有乘法的，而乘法則是通過位移和加算的組合來通過軟件來實現的。這說的有點遠了，我們還是繼續做CPU吧。

現在假設你有8位加法器了，也有一個位移1位的模塊了。串起來你就能算(A＋B)×2了！激動人心，已經差不多到了準小學生水平。

那我要是想算A×2＋B呢？簡單，你把加法器模塊和位移模塊的接線改一下就行了，改成輸入A先過位移模塊，再進加法器就可以了。

啥？？？？你說啥？？？你的意思是我改個程序還得重新接線？