计算机科学导论：跨学科方法

7.4　时序电路

在本节中我们将会看到当电路有回路或反馈（feedback）时将会发生什么。实际上，我们只会考虑一些简单的例子，因为由反馈引入的复杂性比我们在Java程序中添加循环和条件引入的复杂性还要大。因此在电路中，我们严格限制反馈电路。

首先，我们只考虑最简单的门电路上形成的反馈，由两个开关形成最基本的回路电路。值得注意的是，这样的回路使得我们可以构建一种全新的电路类型——内存（memory）。我们会重点关注如何为这些电路添加控制线，从而精确控制存储的数据值。在本节中我们考虑的所有电路都仅限制在单个基本循环中进行反馈。理解反馈的机制是理解计算机内存实现原理的关键。存储器以字节形式存储，字节由位构成，而位是由反馈回路实现的。

蜂鸣器示例

在下一节中，我们讲解大型电路元件之间的大型反馈回路（macro feedback loop）。最终，我们的计算设备中只可以有少数这样的循环，并且我们能够准确地控制它们的行为。

基本反馈电路　我们首先来分析两个可能是最简单的反馈回路。第一个只有一个开关；第二个有两个。

蜂鸣器。我们来分析右侧所示的电路，其中开关的输出被反馈到其控制输入端。如果输出是1（顶部），那么控制输入也是1，这会导致开关将输出变为0。但是一旦开关完成这个工作（底部），控制输入也变成0，这导致开关再次将输出变为1（顶部）。这是一个不稳定的情况，因为开关始终处于一个循环当中，不停地翻转输出的值（以及控制输入的值），而且翻转速度就是物理设备的最快速度。这样的电路被称为蜂鸣器（buzzer）。旧式门铃就是由这样一个模块配合继电器开关构成的：继电器的输出端连接到控制输入端，电磁铁触点来回摆动会产生嗡嗡声。 ...