QuincySx
簡書作者
2018-11-07 13:49
我們已經(jīng)看了基本邏輯電路，運算電路，內(nèi)存的概述。今天我們用著幾個東西來組裝 CPU。
CPU 簡易結(jié)構(gòu)圖
我們看到這張圖，我們的簡易 CPU 有運算邏輯部件、寄存器部件和控制部件（圖中的指令解析）
CPU 工作流程
CPU 的運行有讀取指令，解析指令，運行三個階段。
我們模擬一下使用計算機(jī)來計算一個 1+1，看看計算機(jī)是如何工作的！
假設(shè)我們已經(jīng)寫好了我們的程序，并放到了內(nèi)存中，如下圖所示：
假如我們 指令地址寄存器 的地址為 00000000
- CPU 通電首先讀取指令地址寄存器的地址（可以理解成系統(tǒng)第一條指令），然后讀取相應(yīng)的內(nèi)存數(shù)據(jù)。
- 得到 00010001 ，然后拆分命令是 0001 數(shù)據(jù)是 0001（假設(shè) 0001 是加載到 寄存器1 中）
- 執(zhí)行命令把 0001 存儲到 寄存器1 中，把下一個地址 00000001 存到 指令地址寄存器 中
- 然后開始第二輪 讀取內(nèi)存地址 00000001 的數(shù)據(jù)
- 得到 00110001 ，然后拆分命令是 0011 數(shù)據(jù)是 0001（假設(shè) 0011 是加載到 寄存器2 中）
- 執(zhí)行命令把 0001 存儲到 寄存器2 中，把下一個地址 00000011 存到 指令地址寄存器 中
- 然后開始第三輪 讀取內(nèi)存地址 00000011 的數(shù)據(jù)
- 得到 10000111 ，然后拆分命令是 1000 數(shù)據(jù)是 0111（假設(shè) 1000 是對兩個寄存器進(jìn)行加法運算）
- 執(zhí)行命令把 寄存器1 寄存器2 的值進(jìn)行相加。
OK! 我們看了上邊流程，我們還有幾個問題？
- 我們還隱約的發(fā)現(xiàn)還缺個東西沒有說也就是「指令表」，每款 CPU 都需要一定的指令表，寫好程序來讓計算機(jī)去運算。
- 晶振的頻率來推進(jìn) CPU 的運算速度，如果 CPU 早就計算完了晶振還不繼續(xù)往下運算，就拖慢了整體運行速度。晶振這個詞我們可能聽著比較生疏，我們平常買 CPU 上面寫的多少多少 HZ 就是指的這個。（ 1GHZ = 十億赫茲 現(xiàn)代的 CPU 運算速度都比較快）
小結(jié)
看完了上面，我就理解了為什么 C 語言之類程序不同的平臺需要進(jìn)行移植，因為不同的 CPU 指令集不一樣。然而像 Java 這些虛擬機(jī)語言，是在虛擬機(jī)上提供了通用的指令表，虛擬機(jī)還是需要針對不同的 CPU 平臺進(jìn)行單獨編碼！
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