用半導體來模擬開關,用開關來模擬邏輯運算,用邏輯運算模擬數學運算,用數學運算處理各種問題,這就是處理器的本質。 請再次複習「超越工程學」。一般工科的大學生在學電腦科學的「邏輯設計」時,應該已經得知這樣的推理過程了:
● 可以用「數位電路」模擬「邏輯運算」
● 可以用「邏輯運算」模擬「數學運算」
● 可以用「數學運算」模擬「各種可能的演算應用」,像是「影片播放」、「3D特效」等等
所以,整個「數位邏輯」的課程都在教這些事情(用這個模擬那個)的細節(方法和原理)。因為「魔鬼都在細節裡面」,所以這課程還不太容易懂。但是,就難度而言,其實數位邏輯的內容已經算是蠻簡單的(和傳統的類比電路相比,數位電路起碼不會太虛無縹緲)。而現代處理器的原理,其實就是這種「模擬器」的本質而已。幸好,我們不是學生,不用管這些細節。
這期,我們將要研究怎樣做出一個「不用考慮進位的加法器」和「考慮進位的加法器」的方法──用上期教的邏輯閘來模擬就可以了。
位元的定義 為了避免讀者不清楚專有名詞而導致誤解內容,這期先簡單定義一些單位。
位元:俗稱bit,是2進位世界中用來表示資料的最小單位。通常1位元(或是1-bit)只能表示兩種狀態中的一種:0或1。
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