Els enginyers elèctrics fan processadors?

Sóc curiós, generalment parlant, com a quins són els processos físics darrere de les obres d'una CPU. Entenc que la raó per la qual els ordinadors utilitzen el binari és perquè vol dir que les dades es poden emmagatzemar magneticament per direcció, o elèctricament a càrrec/dis.

Per exemple, si tinc dos bytes 01110000 i 00001111, què passa elèctricament quan, diguem, el segon es resta des del primer?

( Entenc que una resposta completa de cua en aquest cas seria secret de companyia, però estic demanant curiositat i no per res específic d'un fabricant donat).

S' han manipulat els bytes en una CPU usant un Unitat de lògica ALU (Arithmeètica) , que normalment fa tant aritmètica (p.E.g. Afegiu) i lògic (i, o, no, xor) operacions entre dos operands, que es poden recuperar de qualsevol memòria, o registrar, tant memòria com un registre depenent de l' arquitectura de l' ordinador.

Potser us interessa el llibre. Codi, per Charles Petzold La qual cosa parla de l'ALU i molt més en el seu llibre molt condecorat que descora com funcionen els interiors dels ordinadors començant amb conceptes bàsics.

Has fet una pregunta senzilla però la resposta a "com funciona la CPU?" Pot omplir llibres. Sí, el processador modern usa el binari per a representar números internament, i això és perquè és més fàcil tenir i detectar un voltatge que és alt o baix que diversos nivells entremig.

Com s' afegiran números binaris no és cap secret. El bloc de construcció bàsic és un circuit lògic de maquinari anomenat un meitat adder . Aquestes són encadenades per afegir qualsevol nombre de bits i per tractar amb els continguts de l'addició de bits d'ordres menors. La meitat d'afegir i com estan encadenats per fer que els adds de múltiples bits estiguin ben coberts allà fora, així que no intentaré explicar els detalls d'aquí. Crec que amb els termes de cerca "terper mitjà" i "binary adder" trobareu fàcilment més del que mai heu volgut saber sobre ells allà fora.

En l'entrenament, molts adders són més complicats que un grapat de meitats adders encadenats junts. Això és tanley per augmentar la velocitat. Una vegada que hageu buscat un adder binari, veureu que la informació es produeix des de la part baixa fins al següent bit, etc. Per a més ample, això pren temps. Hi ha diversos esquemes per fer que això passi més ràpid a costa de més portes. El terme de cerca "l'anticipació" hauria d'il·luminar més del que vols saber sobre això.

Espero que això t'acabi. Feu preguntes més específiques si voleu saber més després de llegir.

Afegit:

Només per veure què hi ha allà fora vaig entrar en "terper mitjà" i "binary adder" a Google. Hi ha molt d'aspecte rellevant. Aquí n'hi ha un que sembla explicar-ho prou bé. Estic segur que n'hi ha d'altres. Això va passar a ser el primer que vaig fer clic, però sembla prou bé:

Per entendre com a suma i altres operacions es fan per l'ALU podeu veure curs Nand2teris - capítol 2 . Proporcionen una senzilla implementació ALU (Testia de veritat i consells per construir-la tu mateix).

En realitat, depèn molt de l'arquitectura. Només et puc ensenyar Von Neumann. Primer teniu una Unitat de lògica Aritmerica o ALU, una mica de memòria (regis i RAM), un altre tipus de memòria del programa (ROM) i coses d' E/O. Potser també teniu una CU però no la trobo útil a menys que estigueu utilitzant instrucció CISC. L'ALAU és el que fa tot el procés actual, l'ALUlobres Cada funció booleà que podeu pensar. Llavors aquests resultats es desen en els registres o RAM (dependents en el que vol fer). Els registres s' usen habitualment per introduir un component específic com l' ALU o per a la sortida. La RAM és una memòria que es pot utilitzar per salvar coses i després escopir només 1 cada vegada. Llavors el ROM són els programes. Que són només un munt de polsos elèctrics que mana. Fent coses més simples que un grau de matemàtiques. Així que sí. Aquest és un resum ràpid de com funcionen les CPU :) també si voleu aprendre més us suggereixo que un llibre anomenat elements dels sistemes d'informàtica, fet per Noam Nisan i Shimon xocen. Gran llibre:)