是否有“可以用其构建CPU的芯片”的名称？

有些人喜欢用更简单的IC构建“自制” CPU。

是否有“如果有足够的芯片就可以构建CPU的芯片”的名称？其他芯片是否有名称，“无论您拥有多少芯片，都无法用它来构建CPU”？

一个人可以用足够多的4：1多路复用器芯片来构建CPU（多路复用器是逻辑设计的战术Nuke）。一个人可以用（多一些）2-in NAND门构建一个CPU。或从2或非门开始。或从几个（也许一个）CPLD或FPGA中获取。

然而，

一个人不能仅凭2合XOR门来构建CPU。不能仅凭二极管电阻逻辑来构建CPU 。一个人不能完全依靠D型触发器来构建CPU。

是否有一些术语或短语来区分这两类芯片，而这些术语或短语不如“可以在其中构建CPU的芯片”那么笨拙？

digital-logic cpu

— 大卫
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一个问题，我有这个问题（这意味着也许你可以改善它，或者我失去了一些东西）是你正对模糊你评估如何是能够以“建立一个CPU”出来的。这是设计（逻辑）问题，还是IC系列问题？您是否要确定设计图灵完整计算机的逻辑要求？

— mctylr 2011年

@mctylr：是的-您如何称呼这种芯片（例如4：1多路复用器），这种芯片可以使人们完全用该芯片设计图灵完备的计算机？我怀疑每个IC系列都有一个IC（足够数量）可以用来构建图灵完整的计算机。并且还有其他一些IC不足以构建图灵完整的计算机。我可以使用什么术语来区分第一类芯片和第二类芯片？

— davidcary 2011年

相关：有没有一个“可以用来制造图灵机的物理事物”的名称？

— davidcary 2011年

@reemrevnivek：我认为“二极管”与“二极管电阻逻辑”有关。

— davidcary 2011年

Answers:

您需要能够做“不”和“与”或“或”之一。使用Demorgan定律，可以将这两个功能之一转换为另一个功能，然后转换为所有其他逻辑功能。

这被称为功能完整性或表达充分性。创建这种系统的组件或功能称为Sheffer函数（在Henry Sheffer之后发表了关于该主题的证明）或仅足够的运算符。

同样令人感兴趣的是，您可以组合四重与非门构成一个D型触发器，并从那里组合一个存储单元，这也是创建图灵完整性的必要条件。

ProofWiki上有关该主题的文章很好阅读。

— 凯文·维米尔（Kevin Vermeer）
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Wikipedia功能完整性讨论页面上的一个人声称弗雷德金门在功能上不完整（因为如果将所有0输入应用于以任何可能的方式布线的一个或多个弗雷德金门，您将永远不会在任何输出上得到1），还有人声称您可以完全使用Fredkin门来构建CPU。那么，弗雷德金门实际上是“功能完善”的，还是我在寻找更广泛的类别，包括“功能完善”和弗雷德金门？

— davidcary 2011年

@David-这是一个有点题外话，但是如果您阅读有关Fredkin门的文章，您会发现Fredkin门具有交换属性，如果第一位为1，则交换最后两位，并且它也是可逆的。如果允许1和0进行硬编码，那么只需几个Fredkin门即可轻松获得任何其他逻辑功能。但是，如果您允许硬编码，则它不再是可逆的，因此就不是适当的Fredkin门（根据某些情况）。可逆性是一个与功能完整性无关的类别，我认为功能完整性足以解决您的问题。

— 凯文·维米尔

如果将所有0输入应用到以任何可能的方式接线的一个或多个4：1多路复用器，则任何输出永远都不会得到1。那么，即使在本来不错的ProofWiki页面上也没有提到过，多路复用器芯片实际上是“功能完善的”，还是我在寻找更宽泛的类别，包括“功能齐全”以及4：1多路复用器芯片？

— davidcary 2011年

@David-4：1多路复用器是电子产品中的专用设备。在电子学领域，我们很少（如果有的话）对完全用一种类型的IC组装计算机以及在理论计算机科学领域（ProofWiki的领域和术语“功能完整性”），多路复用器和其他专用IC由标准逻辑门组装而成。在这个无人区，我认为您必须定义自己的用语。

— 凯文·维米尔

@reemrevnivek：制造产品时，通常可以节省时间，金钱和存储空间，以使用我可以从数家制造商处批量购买的几种通用组件，而不是分别“优化”每个零件并使用超级专业的组件只能在一种产品中的某个位置使用，并且制造商可能会在几年内宣称“不再推荐用于新设计”。ps：听说过Cray-1或Apollo指导模块吗？除了存储器以外的所有东西都完全来自一种IC。

— 大卫

可以将“您可以用来构建计算机的芯片”集合组装到图灵完整的计算机中。其余的不能。

所有逻辑门可以仅由NAND门或NOR门组成。如果您所讨论的IC可以充当其中任何一个，则可以将其制成图灵机。

我不知道描述这样的集合的特定术语。

这些问题可能也有帮助：

/programming/4908893/what-logic-gates-are-required-for-turing-completeness

/programming/7284/what-is-turing-complete

— 托比·贾菲
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优秀的。因此，一种芯片是“既可以起到NAND门的作用，也可以起到NOR门或两者的作用”，另一种芯片是“不能起到NAND门的作用，它也不能像“或非”门一样”。从概念上讲更简单。这可能就足够了，但是我希望这句话能使我的舌头更轻松一些。

— davidcary 2011年

我同意4：1多路复用器很棒的观点。几年前，我使用一个74xx153 / 74xx253和一个RC反滑动电路为Atari 2600实现了一个8K库切换内存控制器。控制器都必须提供与A12输入相反的输出，并且必须在A11为高而A12为低时锁存A6。“回到过去”（1980年代初），银行交换墨盒将使用定制的硅芯片或三个TTL芯片。使用现成的74xx153（当时可用）可以在一个芯片中完成该工作。

— 超级猫
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