CPU 的原始工作模式 在了解CPU 工作原理之前,我们先简单谈谈CPU 是如何生产出来的。CPU 是在特别纯净的硅材料上制造的。一个CPU 芯片包含上百万个精巧的晶体管。人们在一块指甲盖大小的硅片上,用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此,从这个意义上说,CPU 正是由晶体管组合而成的。简单而言,晶体管就是微型电子开关,它们是构建CPU 的基石,你可以把一个晶体管当作一个电灯开关,它们有个操作位,分别代表两种状态:ON(开)和OFF(关)。这一开一关就相当于晶体管的连通与断开,而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应!这样,计算机就具备了处理信息的能力。 但你不要以为,只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管的原理很简单,其实它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前,计算机依靠速 度 缓 慢 、 低 效 率 的真 空 电子管和机械 开关来处理信息。后 来,科研人员 把两个晶体管放 置 到 一个硅晶体中,这样便 创 作出第 一个集 成电路 ,再 后 来才 有了微处理器 。 看 到 这里 ,你一定 想 知 道 ,晶体管是如何利 用“0”和“1”这两种电子信号 来执 行 指令 和处理数 据 的呢 ? 其实,所 有电子设 备都 有自 己 的电路 和开关,电子在电路 中流 动 或断开,完 全 由开关来控 制,如果 你将 开关设 置 为OFF,电子将 停 止流 动 ,如果 你再 将 其设 置 为ON,电子又 会 继 续 流 动 。晶体管的这种ON 与OFF 的切 换 只由电子信号 控 制,我们可以将 晶体管称 之为二进制设 备。这样,晶体管的ON 状态用“1”来表示 ,而OFF 状态则 用“0”来表示 ,就可以组成最 简单的二进制数 。众 多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊 次 序 和模式能代表不同 的情况 ,将 其定 义为字 母 、 数 字 、 颜 色 和图 形 。举 个例 子,十 进位中的1 在二进位模式时 也 是“1”,2 在二进位模式时 是“10”,3 是“11”,4 是“100”,5 是“101”,6 是“110”等 等 ,依此类 推 ,这就组成了计算机工作采 用的二进制语言和数 据 。成组的晶体管联 合起 来可以存 储 数 值 ,也 可以进行 逻 辑 运 算和数 字 运算。加 上石英 时 钟 的控 制,晶体管组就像 一部 复 杂 的机器 那 样同 步 地 执 行 它们的功 能。 CPU 的内 部 结 构 ...