使用python来实现逻辑电路（与门、与非门、或门）

小鱼儿 2022-11-14 11:55 287阅读 0赞

### 使用python来实现逻辑电路 ###

*  与门
 *  与非门
 *  或门

# 与门 #

感知机：  
感知机就是接受多个信号，然后输出一个信号，而且信号只有“流/不流”（1/0）两种情况，其中的1也就是传递信号，0为不传递信号。在输入信号传递给神经元的时候会乘以相对应的权重，然后神经元会计算传递过来的信号的总和，当这个总和超过某个界限的时候就会输出1，被称为神经元激活这个界限值就被称为阈值，用符号θ表示。公式：  
 f ( x ) = \{ 0 w1x1+w2x2 ≤θ 1 w1x1+w2x2 ＞θ f(x)= \\begin\{cases\} 0& \\text\{w1x1+w2x2 ≤θ\}\\\\ 1& \\text\{w1x1+w2x2 ＞θ\} \\end\{cases\} f(x)=\{ 01w1x1+w2x2 ≤θw1x1+w2x2 ＞θ

与门：  
与门只是在两个输入信号均为1的时候输出为1，其他0和0、0和1的情况下输出都为0。

步骤：  
（1）首先需要定义一个接收参数x1与x2的AND函数  
（2）然后给权重和阈值取值，这里的参数值（w\_1, w\_2, θ）取（0.5，05，0.8），因为是与门取的值需时x1、x2为1的时候w1x1+w2x2 ＞θ  
（3）求出加权总和：s=x1*w1+x2*w2  
（4）判断加权总和s大于还是小于阈值  
（5）输出

# 与门逻辑电路
    def AND(x1, x2):  # 定义函数
        w1, w2, theta = 0.5, 0.5, 0.7  # 给权重、阈值赋值
        s = x1*w1+x2*w2  # 加权总和
        if s <= theta:  # 条件判断加权总和是否小于阈值
            return 0  # 小于阈值则输出0
        else:
            return 1  # 大于阈值则输出1
    a = AND(0, 0)  # 函数调用
    print('0与0相与：', a)  # 输出0
    print('0与1相与：', AND(0, 1))  # 函数调用输出0（一步进行）
    print('1与0相与：', AND(1, 0))  # 函数调用输出0
    print('1与1相与：', AND(1, 1))  # 函数调用输出1

输出结果：

0与0相与： 0
    0与1相与： 0
    1与0相与： 0
    1与1相与： 1

# 与非门 #

与非门就是颠倒与门的输出，当输入信号都为1的时候输出为0，其他0和0、0和1的情况下输出都为1。表示与非门，只要把实现与门的参数值（w\_1, w\_2, θ）的符号取反就可实现。

步骤：  
（1）跟前面一样，首先需要定义一个接收参数x1与x2的AND函数  
（2）然后给权重和阈值取值，这里的参数值（w\_1, w\_2, θ）取（-0.5，-05，-0.8）  
（3）求出加权总和：s=x1*w1+x2*w2  
（4）判断加权总和s大于还是小于阈值  
（5）输出

# 与非门逻辑电路
    def NAND(x1, x2):  # 定义函数
        w1, w2, theta = -0.5, -0.5, -0.8  # 给权重、阈值赋值
        s = x1*w1+x2*w2  # 加权总和
        if s <= theta:  # 条件判断加权总和是否小于阈值
            return 0  # 小于阈值则输出0
        else:
            return 1  # 大于阈值则输出1
    a = NAND(0, 0)  # 函数调用
    print('0与0相与非：', a)  # 输出1
    print('0与1相与非：', NAND(0, 1))  # 函数调用输出1（一步进行）
    print('1与0相与非：', NAND(1, 0))  # 函数调用输出1
    print('1与1相与非：', NAND(1, 1))  # 函数调用输出0

输出结果：

0与0相与非： 1
    0与1相与非： 1
    1与0相与非： 1
    1与1相与非： 0

# 或门 #

或门：  
只要有一个输入信号是1的情况下，输出就为1。

步骤：  
（1）还跟前面一样，首先需要定义一个接收参数x1与x2的AND函数  
（2）然后给权重和阈值取值，这里的参数值（w\_1, w\_2, θ）取（0.5，05，0.4）  
（3）求出加权总和：s=x1*w1+x2*w2  
（4）判断加权总和s大于还是小于阈值  
（5）输出

# 或门逻辑电路
    def OR(x1, x2):  # 定义函数
        w1, w2, theta = 0.5, 0.5, 0.4  # 给权重、阈值赋值
        s = x1*w1+x2*w2  # 加权总和
        if s <= theta:  # 条件判断加权总和是否小于阈值
            return 0  # 小于阈值则输出0
        else:
            return 1  # 大于阈值则输出1
    a = OR(0, 0)  # 函数调用
    print('0与0相或：', a)  # 输出0
    print('0与1相或：', OR(0, 1))  # 函数调用输出1（一步进行）
    print('1与0相或：', OR(1, 0))  # 函数调用输出1
    print('1与1相或：', OR(1, 1))  # 函数调用输出1

输出结果：

0与0相或： 0
    0与1相或： 1
    1与0相或： 1
    1与1相或： 1