奎克的藏经阁 · 原书印刷页

编码 隐匿在计算机软硬件背后的语言 · 第 245 页

PDF 物理页索引 261 · 编码隐匿在计算机软硬件背后的语言

书名
编码 隐匿在计算机软硬件背后的语言
作者
未记录
印刷页
245
PDF 物理页
261(从 0 开始)
章节
编码隐匿在计算机软硬件背后的语言
UUID
38270854-596f-4a26-8183-db8c968c6020
来源类型
original_book
页面 SHA-256
387910b35edc495d1bf42aa68afbc763af1fa750988215f53b08682d03f10976

变化。)

一台数字计算机主要由4部分构成:处理器(processor)、存储器(memory),至少一个输入(input)设备和一个输出(output)设备。我们装配的计算机中,存储器是64KB的RAM阵列,输入和输出设备分别是RAM阵列控制面板上的开关和灯泡。这些开关和灯泡可以让我们向存储器中输入数据,并可以检查运算结果。

除了上述3种设备之外的其他设备都归类于处理器。处理器也被称作中央处理单元(central processing unit)或者CPU。更通俗的说法是将其称作计算机的大脑,但本文将避免使用这样的词,因为我们所设计的处理器称不上是大脑(今天,微处理器这个词使用得非常普遍,它是一种非常小的处理器,可以通过本书第18章讲到的技术来构造它。但本章中通过继电器构造的机器无论如何也称不上“微小”的)。

我们设计的处理器为8位处理器。累加器的宽度为8位,而且大部分数据通路都是8位的宽度。唯一的16位数据通路是RAM阵列的地址通路。如果该通路也采用8位宽度的话,存储器容量最多就只有256字节,而不再是65536字节,这样处理器的功能会受到很大的限制。

处理器包括若干组件。毫无疑问累加器就是其中一个,它只是一个简单锁存器,用来保存处理器内部的部分数据。在我们所设计的计算机中,8位反相器和8位加法器一起构成了算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit),即 ALU。该 ALU只能进行算术运算,最主要的是加法和减法运算。在更加复杂的计算机中(我们会在后面的章节看到),ALU还可以进行逻辑运算,比如“与”(AND),“或”(OR),“异或”(XOR)等。16位的计数器被称做程序计数器(PC,Program Counter)。

我们的计算机是由继电器、电线、开关,以及灯泡构造而成的,这些东西都叫做硬件(hardware)。与之对应,输入到存储器中的指令和数值被称做软件(software)。之所以把“硬”改成了“软”,是因为相对于硬件而言,指令和数据更容易修改。

当我们在计算机领域进行讨论时,“软件”这个词几乎与“计算机程序”(computerprogram),或“程序”(program)等术语是同义的,编写软件也称为计算机程序设计(computer programming)。我们确定用一些指令让计算机实现两个数相乘的过程就是在进行计算机程序设计。

17 自动操作

245