也是方浩一直嚷嚷研究cpu的原因,cpu的原理很简单,只是需要耗费大量的时间积累。
虽然h很多事情让人诟病,但是不得不说,它确实是国内的科技支柱公司,方浩只是希望它能够对国内的科技工作者好一些。
为什么说cpu的原理很简单呢,那是因为,cpu本身的原理就是一部加法器,只不过这个加法器功能一步一步增加,变得越来越复而已。
计算机由输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器等五部分组成。
而cpu就是里面的运算器和控制器。
运算器是计算机对数据进行加工处理的中心,它主要由算术逻辑部件、寄存器组和状态寄存器组成。
控制器是计算机的控制中心,它决定了计算机运行过程的自动化,它不仅要保证程序的正确执行,而且要能够处理异常事件,包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部分。
指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。
时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序应有的控制信号,失时序控制听从最基本的时序信号时钟信号的控制,时钟是整个机器的时间基准,加快时钟频率会让计算机运算速度加快。
总线逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路,就cpu而言,一般分为内部总线和cpu对外联系的外部总线。
中断控制逻辑是指计算机由于异常事件,或者一些随机发生需要马处理的事件,引起cpu暂时停止现在程序的执行,转向另一服务程序去处理这一事件,处理完毕再返回原程序的过程。
而构成这些功能的基本结构是逻辑门电路。
逻辑门电路一共包括三大类别,第一类是非门电路,第二类是与门电路,第三类是或门电路。
众人对这些门电路进行了深入的研究,编写了详细的数据手册,对性能,频率,功耗,散热,寿命等等进行了全方位的测试,确定了了最优使用状态。
非门运算输入和输出结果相反。
与门运算只有输入都为1时结果才为1。
或门运算有一个输入为1时结果就为1。
或非运算对或操作结果取反。
与非运算对与操作结果取反。
有了逻辑门就开始设计加减乘除四则运算,实际,计算机只会进行加法运算。
如果要进行其它运算,需要将其它的运算转换为加法运算。
在电脑内部,所有的运算都是加法,不过计算机的加法计算十分反人类,并不是人类思维,而是机器思维。
首先,计算机把数转换成二进制,全是0、1代码,转换都是按现成的程序进行。
如果计算加法,则把两数按位相加,如1315,转换后是11011111,按000,10011,1110的规则,结果为11100,输出时再转换为28。
如果是计算减法,则把减数取补码,按位把0换成1,把1换成0,后加1,再相加。
以八位数据计算为例子,计算1513,
先转换 1500001111 ,1300001101 ,
取13的补码为 11110010 ,加1 后为 11110011 ,
相加有 00001111+11110011100000010 ,位数已超过八位,把最高位舍弃,取后八位为 00000010 ,也就是十进制的 2 。
这里的计算感觉很复杂,也不容易理解。
实际,计算机计算起来并不麻烦,甚至非常简便快捷,因为计算机内部存在加法器,几个时钟周期就可以计算一次加法,再加计算机内部都是自动化计算,通过加法器完成,计算起来