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。