第67章 攻关CPU技术

　　此时，方浩来到了CPU实验室，李倩在这里忙碌着。

　　方浩不由了然，不愧是自己的女人，居然这么敬业，不外方浩并不需要她敬业。

　　实验室中，无数人向着方浩打招呼，有些人照旧东江大学同校学生，方浩一一回应。

　　“浩，你来了。”李倩走了过来，挽着方浩的手，甜甜地笑道。

　　CPU的重要性是众所周知的，这段时间她一直在协助工程师进行科技攻关。

　　为什么说CPU的原理很简朴呢，那是因为，CPU自己的原理就是一部加法器，只不外这个加法器功效一步一步增加，变得越来越复而已。

　　盘算机由输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器等五部门组成。

　　而CPU就是里面的运算器和控制器。

　　运算器是盘算机对数据进行加工处置惩罚的中心，它主要由算术逻辑部件、寄存器组和状态寄存器组成。

　　控制器是盘算机的控制中心，它决定了盘算机运行历程的自动化，它不仅要保证法式的正确执行，而且要能够处置惩罚异常事件，包罗指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、中断控制逻辑等几个部门。

　　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定时间顺序提供应有的控制信号，失时序控制听从最基本的时序信号时钟信号的控制，时钟是整个机械的时间基准，加速时钟频率会让盘算机运算速度加速。

　　总线逻辑是为多个功效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。

　　中断控制逻辑是指盘算机由于异常事件，或者一些随机发生需要马处置惩罚的事件，引起cpu暂时停止现在法式的执行，转向另一服务法式去处置惩罚这一事件，处置惩罚完毕再返回原法式的历程。

　　而组成这些功效的基本结构是逻辑门电路。

　　逻辑门电路一共包罗三大类别，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，盘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，不外盘算机的加法盘算十分反人类，并不是人类思维，而是机械思维。

　　首先，盘算机把数转换成二进制，全是0、1代码，转换都是按现成的法式进行。

　　如果盘算加法，则把两数按位相加，如1315，转换后是11011111，按00=0，10=01=1，11=10的规则，结果为11100，输出时再转换为28。

　　如果是盘算减法，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。

　　以八位数据盘算为例子，盘算15-13，

　　先转换 15=00001111，13=00001101，

　　取13的补码为 11110010，加1后为 11110011，

　　相加有 00001111+11110011=100000010，位数已凌驾八位，把最高位舍弃，取后八位为 00000010，也就是十进制的 2。

　　这里的盘算感受很庞大，也不容易理解。

　　实际，盘算机盘算起来并不麻烦，甚至很是轻便快捷，因为盘算机内部存在加法器，几个时钟周期就可以盘算一次加法，再加盘算机内部都是自动化盘算，通过加法器完成，盘算起来很是快。

　　如果人脑跟踪这些盘算历程，就会觉得盘算机实在是太傻了，简朴的减法不知道运行了几多次。

　　盘算机里一个叫做ALU的功效模块，里面有许多硬件的盘算电路，好比加减乘除，开指数，指数，微分，积分，等等。

　　这些硬件可以直接处置惩罚最基本的运算，加速数据。