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计算机组成 4 算术逻辑单元 4.3 寄存器的基本原理 CPU中有很多的寄存器，有临时保存数据的通用寄存器，也有专门保存指令编码或者指令地址的寄存器。它们都有存储信息的能力。 那在这一节，我们就来分析这些寄存器是如何实现的。 在CPU当中用来存放信息的非常重要的部件就是通用寄存器。比如说零号通用寄存 阅读全文
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计算机组成 4 算术逻辑单元 4.2 门电路的基本原理 现代计算机的CPU和其它很多功能部件都是基于晶体管的集成电路，想要了解计算机组成的基本原理，还是需要有一些集成电路的基本知识。就让我们从最简单的门电路的实现开始吧！ 晶体管是构成现代集成电路的基本元件。通常使用的是MOS晶体管，MOS是金属氧化 阅读全文
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计算机组成 4 算数逻辑单元 4.1 算术运算和逻辑运算 计算机的核心功能，就是运算。而运算的基本类型包括算术运算和逻辑运算。想要了解计算机是如何实现运算的，我们就得从算术运算指令和逻辑运算指令开始说起。 这是我们非常熟悉的模型机。我们在最一开始介绍模型机时，就用了一条加法指令作为例子。加法指令就是 阅读全文
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计算机组成 3 指令系统体系结构 3.6 MIPS指令简介 MIPS秉承着指令数量少，指令功能简单的设计理念。那这样的设计理念是如何实现的呢？在这一节，我们就将来分析MIPS指令的特点。 相比于X86指令所提供的动辄上千页的指令说明，MIPS指令只用这两页纸就可以说清楚了。 MIPS指令的基本格式就 阅读全文
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计算机组成 3 指令系统体系结构 3.5 MIPS体系结构 MIPS是精简指令系统的代表，采用了与X86相反的设计理念，并引领了精简指令系统的潮流，那就让我们一起来看一看这究竟是怎么一回事。 要探讨MIPS指令系统，就得从它的设计者John Hennessy开始说起。Hennessy 1977年进入 阅读全文
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计算机组成 3 指令系统体系结构 3.3 x86指令简介 x86指令种类繁多，数量庞大。在这一节我们将会学习x86指令的分类，并分析其中最为基础的一部分指令。 通常一个指令系统主要包括这几类指令。运算类指令，比如加、减、乘、除这样的算术运算，以及与、或、非这样的逻辑运算。 还有传送类指令，比如把数据 阅读全文
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计算机组成 3 指令系统体系结构 3.4 复杂的x86指令举例 x86作为复杂指令系统的代表，自然会有不少相当复杂的指令。在这一节我们将会看到其中有代表性的一些例子。 关于复杂的x86指令，我们这里举四个例子。第一个是串操作指令。 串操作指令是将存储器中的数据串进行每次一个元素的操作。所谓一个元素可 阅读全文
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计算机组成 3 指令系统体系结构 3.2 x86体系结构 X86是商业上最为成功，影响力最大的一种体系结构。但从技术的角度看，它又存在着很多的问题，那我们就来一起分析X86这种体系结构的特点。 要探讨x86体系结构，我们就得从8086开始说起。8086是英特尔在1978年推出的一款16位的微处理器。 阅读全文
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计算机组成 3 指令系统体系结构 3.1 设计自己的计算机 什么是指令系统体系结构呢？要回答这个问题，其实非常的简单。但是想解释清楚，也没有那么容易。我们还是从一个小故事开始吧。 有一天两个小伙伴碰了面，发现对方都很愁苦。 一个就问另一个"嘿！你在愁苦什么呀？" 这个说"唉呀，最近遇到了很多运算上的 阅读全文
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计算机组成 2 计算机基本结构 2.7 冯·诺依曼结构与具体实现 我们现在日常所接触的计算机，几乎全部都是冯·诺依曼结构，都遵循着存储程序的基本原理。那这些计算机的具体实现，和当年冯·诺依曼的设计方案有哪些区别和联系呢？这就需要我们来对比分析了。 冯·诺依曼计算机的主要构成，我们现在已经非常熟悉了， 阅读全文