CPU逻辑运算原理
第一季继电器
先不要扯什么图灵，冯诺依曼这些先贤。因为他们都太遥远。计算机一切计算的源头其实是源自一个非常非常中二的东西：“继电器（Relay）”。继电器是什么鬼？看下图，
其实就是一个线圈利用电磁感应做成的电磁铁。原理和“电报机”一样，当开关闭合，黄色电路通电，线圈是金属棒变成磁铁，吸引中间的小开关（Anker），接通右边灰色的电路，点亮灯泡。
简单说，就是你在家一按开关，隔壁老王家的灯亮了。
第二季“反相器”和“非门”
为什么说继电器是个很中二的东西？因为这不就是开关吗？我按了它才亮，不按绝对不亮。但CPU真就是这货发展而来的。它的变种就开始好玩了。最简单的一个变种，就是“反继电器”，或者叫“反相器（Inverter）”。就是隔壁老王家的灯本来是亮着的，我手上的开关一按，灯就灭了。
"反相器"到了现代计算机里，就叫做“非门（NOT Gate）”。本来开关T1是接通的，Output是1（5V高位电平）。一旦闭合开关T1，电路中断，输出变为0（1V低位电平）。
“非门”用下面这个符号表示。简单说，就是输出永远和输入是反的，输入1，输出就
是0。输入0，输出就是1。
第三季逻辑门家族
和“非门”一样，我们能得到一堆其他特性的门。比如，“与门（AND Gate）”，就是两个开关串联。必须两个开关同时闭合，灯泡才能亮。
“或门（OR Gate）”，两个开关并联，只要其中一个开关闭合，灯泡就会亮。
长话短说，下图是所能得到的几个基本“逻辑门（Logic Gates）”。
虽然看上去比较复杂，但“逻辑门”在本质上和之前讲的“继电器”都是“控制电路”。或者说都是我手里握着控制老王家花式吊灯的各种开关。老王一定很郁闷。
第四季逻辑
逻辑门虽然被我说得很淳朴，就是控制隔壁老王家吊灯的开关。但其中却可能蕴含着人类大脑，甚至是这个世界终极奥义的一部分：逻辑（Logic）。这也是为什么它被叫做逻辑门。
爱因斯坦曾说过：
世界上最不可思议的事情,就是这个世界是可以被“理解”的。
简直是细思极恐有木有！最简单的例子，亚里士多德给出的经典“Barbara”三段论：如果所有人（M）都是必死的（P），（大前提）
并且所有希腊人（S）都是人（M），（小前提）
那么所有希腊人（S）都是必死的（P）。（结论）
数学上，一个形式系統（Formal system）的野心就是想通过一组公理，和逻辑推理过程，来描述和证明我们的客观世界。说到这里我们计算机的祖师爷们就都出来了：莱布
尼兹，康托尔，布尔，图灵，等等等等。著名的图灵机就是在这个议题的争论中无心插柳的副产品。这个主题无法展开。感兴趣推荐看《逻辑的引擎(豆瓣)》这本书。这里只举一个最简单的“布尔代数（Boolean algebra）”的例子：
我喜欢（长头发）的（不是）（蛇精脸）的女生
用布尔代数来表示就是：
长头发AND （NOT 蛇精脸）
说到这里，是不是和前面说的逻辑门联系起来了？
第五季逻辑电路
但是逻辑是逻辑，继电器是继电器，就算上面的花式继电器也是继电器。把逻辑和继电器联系起来的是一位不得不提的大师，克劳德·艾尔伍德·香农（Claude Elwood Shannon）和他的那篇史上最牛硕士论文：《继电器与开关电路的符号分析》。绝对最牛，没有之一！
还是之前那个例子：
我喜欢（长头发）的（不是）（蛇精脸）的女生
如果：
那我喜欢的女生就可以写成一个布尔函数：
原理很简单，当A=1时，纵向的A总线为1。当A=0时，总线输出1。B也是如此。最后的输出线搭在A总线和总线上，用个与门连接。所以只有当A的输入为1，B的输入为0时，Out才为1，代表我能接受这个女孩。不信大家可以人肉推演一下。
理论上任何布尔函数，都能转换成上面这样的表决器。就好像电路有了人类逻辑思考的能力。
第六季“图灵机”和“累加器”
总算要说到计算机的祖师爷图灵（Turing）了。图灵机模型，相比上面说到的逻辑电路，要多一个“存储器”。因为根据图灵机模拟人类计算时大脑的工作状态的模型，人类的任何计算都可以抽象成一个机械化的过程。
考虑5+7=12这个加法。5加7等于12，写下2，然后心中默记产生一个进位。最终写成12。
5
+ 7
-----
12
换成二进制，是一个道理，
0000 0101
+ 0000 0111
-------------
0000 1100
其中每一位的加法还是能分解成两个动作：
1.同一位的两个数字相加
2.如果当前位结果大于1，则向前进一位
第一个动作可能的结果（真值表）有：
0 XOR 0=0
1 XOR 0=1
0 XOR 1=1
1 XOR 1=0
这个真值表和一个简单的“异或门”是一致的。
第二步进位，只有1+1才需要进位1，所以真值表如下：
0 AND 0=0
1 AND 0=0
0 AND 1=0
1 AND 1=1
这和“与门”的真值表是一致的。
所以把一个“异或门”和一个“与门”组合到一起，就构成了一个“一位半加器”：
但事实上一位半加器只适用于末位数的加法。高位的二进制加法需要考虑3个输入，就是还需要额外考虑上一位得到的进位。这个过程可以用两个半加器来完成。
两个半加器组合起来，构成一个完整的“一位全加器”。
把8个这样的一位全加器组合起来，就构成了一个“八位全加器”：
从最末尾开始相加，刚才的5+7：
00000101 + 0000 0111
反过来就变成：
1010 0000
+ 1110 0000
-------------
0011 0000
把最初的进位c_in设为0，得到的结果反过来就是：0000 1100 = 12。
至此，计算机好像拥有了人脑的部分智能。既然一组逻辑门，能计算加法，就一定能做减法，乘法，除法，和其他计算。
第六季寄存器
加减乘除远远不是逻辑门能做的全部事情。实际上电脑里出了硬盘，风扇，电池，其他几乎全是由逻辑电路和逻辑门组成的，包括我们说的内存。说内存先要说一下寄存器。这东西我觉得是比CPU更神奇的一个东西。绝对是一大黑魔法。用几个简单的逻辑门，就能在不断电的情况下一直”记住“上次的输入值。
最简单的储存部件叫“SR锁存器（Latch）”。其实就是两个“或非门”。
再看一眼或非门的真值表：只有两个输入都为0，才输出1。
0 NOR 0 = 1
1 NOR 0 = 0
0 NOR 1 = 0
1 NOR 1 = 0
其中具体电流怎么通过互相博弈达到稳态的细节就不展开了。总之这个黑科技的最终效果就是：
假设初始状态都是零：S=0, R=0。输出Q=0，=0
当S端给个信号1，输出Q=1，=0
当S端变回信号0，输出还是保持Q=1，=0
如果再复杂一点，把两个相反的时序D锁存器组合在一起，就能构成一个“D触发器（D Flip Flop）”：
触发器和之前的锁存器的区别是，只有当时钟信号处在上升沿（从1V向5V跃迁）的一瞬间，D端的输入值才能写入触发器。并在随后的时间内，只要没有新的D输入写入，Q一直保持这个值。
D触发器离我们的内存就没那么远了。只要再套上一个用于寻址的“解码器”和之前说过的“选择器”，就能实现从特定一组触发器中读取数据的效果啦。
所以我们都知道CPU需要时钟来同步时序电路。但这个晶振时钟并不是像想象的那样直接作用在ALU（逻辑运算单元）上，而是通过寄存器来实现时序控制。感兴趣的可以看这个回答：为什么CPU需要时钟才能工作？- 胖胖的回答
第七季硬件V.s. 软件
虽然，几乎所有计算都能设计出一个专门的逻辑运算器。但这样做似乎并不明智，否则逻辑部件的数量将以指数级增长。一个合理的方案，应该是用硬件实现部分必须的基础计算功能，然后已软件的方式，利用基础计算单元，完成复杂计算。
就好像做乘法，不需要设计一个专门的“乘法器”，而是重复多次加法运算即可。这里就是所谓软件开始介入的地方。也就是所谓的“算法”开始放发挥作用，虽然并不是硬件无法胜任这项工作，而是把复杂性交给软件来处理似乎更合理。
从此，在硬件这棵树上，开出了软件这朵花。也就有了”程序员“这个严重伤害颈椎和腰椎的职业。
数学、逻辑与计算机科学的关系数学、逻辑是与计算机科学密不可分的。数学是基础材料，逻辑是支柱，计算机科学是大厦。 首先，是数学与逻辑的关系。 数学基础的讨论主要在19世纪末20世纪初，当时对数学的看法有许多流派，其中一派是逻辑主义学派，认为数学可以完全由逻辑得到。但后来数理逻辑中的一些深刻结果则否定了这种观点。事实上，数学不能完全由逻辑得到，即，如果要求数学是无矛盾的，那么，它就不可能是完备的。 现在对数学看法的主流是源于Hilbert的形式主义数学的观点。粗略地说，就是公理化的观点。也就是说，人们可以从实际出发（也可以从空想出发），给出一组无矛盾、不多余的公理，这种公理系统下就形成一种数学。在建立公理以后的事情则属于逻辑。 所以，逻辑是数学的重要方法和基础，但不是数学的全部。反过来，数学也不包括逻辑的全部。逻辑学主要是（至少曾经是）哲学的一支，它不仅研究逻辑命题的推演关系，也研究这种关系为什么是对的，等等。逻辑学中影响数学的主要是形式逻辑和数理逻辑，但涉及哲学思辨的部分就不在数学的范畴之中了。 其次，是数学与计算机的关系。 因为计算机是一种进行数值计算、逻辑推理、符号处理等方面信息加工的机器，有人就称它为数学的机器;近年由于计算机应用的拓广，其系统软件与应用软件发展很大，吸引了甚为巨大的社会人力与财力，形成了一种新兴的工业，人们认为这是继土木工程，机械工程、电子工程之后的一种新的工程—软件工程。由于它具有数学的特征，即高度的精确性，广泛的应用性，与推理的严谨可靠性。因此，计算机科学被称程序为具有数学性质的学科。 计算机科学是对计算机体系，软件和应用进行探索性、理论性研究的技术科学。由于计算机与数学有其特殊的关系，故计算机科学一直在不断地从数学的概念、方法和理论中吸取营养;反过来，计算机科学的发展也为数学研究提供新的问题、领域、方法和工具。近年来不少人讨论过数学与计算机科学的关系问题，都强调其间的密切联系。同时，人们也都承认，计算机科学仍有其自己的特性，它并非数学的一个分支，而有自身的独立性。正确说法应该是:由于计算机及程
要想提高CPU的运算能力 要想提高CPU的运算能力，有两种途径：一种是提高每一个运算部件的效率，制造出更强大的核心，以质取胜；另一种是增加运算部件的数量，在CPU内放置更多的核心，以量取胜。这两种思路，引领着通用CPU在几十年的发展道路上快速成长，它们为了提升运算能力这个同样的目标，又互相支撑、促进和竞争，同时衍生出更多富有创新价值的设计???? CPU 作者：Frame 选择更多的核心，还是更强的核心，已经不只是用户的任务，而成为整个CPU 业界关注的焦点。在传统思路的基础上，我们也看到了越来越多的架构革新。对用户来说，采用哪种方式提升性能并不重要，因为对于运算能力增强的渴望，是永无止境的。站在应用的角度上讲，CPU用户需要更强大的处理能力，制造商在相同成本上提供更出色的性能，就能获得市场。以性能价格比来衡量一套系统或对比多套系统，是永远没有错的。下文正是根据不同厂商提供的不同产品，为大家带来更多思想上的启示，让大家更明确地认识和选择适合自己的CPU产品。本世纪初，Intel明确表示，多核心CPU解决方案是摩尔定律发展的必然产物。Intel反复表明着自己的鲜明观点：主频不变的情况下，从单核增加到多核，功耗增加是线性的，更容易控制，摩尔定律晶体管增加的趋势完全可以转换到集成多核心上来。同时AMD也在努力着，花费巨大代价设计出原生多核特别是原生4核，以及AMD努力推广，都表明了它鲜明的立场与发展方向。在各个市场层面，IBM与SUN，Intel和AMD，还有更多厂商，无一例外都在积极实践着多核心CPU的制造和应用。在桌面级市场上，多核心CPU同样正在以惊人的速度普及。毋庸置疑，以多核心作为未来CPU的发展趋势是明智之举。但就目前的发展水平和市场情况来看，多核心CPU正在面临种种考验和压力，多核之路的确坎坷不平。1 这里提及的多核心，实际上是我们现在能够看到实际产品的对等多核心CPU，如Athlon64 X2、Core 2 Duo和Core 2 Quad等CPU。所谓多核心CPU技术，是在同一个硅晶片（Die）上集成了多个独立物理核心，在实际工作中多颗核心协同工作，以达到性能倍增的目的。多核心技术在应用上的优势有两个方面，一方面是为用户带来更强大的计算性能，更重要的一方面则是可满足用户同时进行多任务处理和多任务计算环境的要求。单核心CPU在面对多个任务时，必须为不同的任务分配CPU资源，我们可以形象理解为：单核心CPU将CPU资源变成时间片，多个任务采用时间片轮转的方式共享资源。面对日益增长的CPU主频和晶体管规模，芯片巨头Intel逐渐意识到：这样继续下去，自己的制造技术将不能应对迅猛增长的功耗和发热。AMD方面，受制于较短的CPU流水线和相对缓慢的工艺更新，也面临着主频难以提升的窘境。形成鲜明对比的是，IBM早在2001年成功产出了世界上第一款双核处理器——POWER 4，POWER4处理器拥有2个64位PowerPC 核心。应该说多核之门由IBM打开，Intel与AMD迅速迈进，加速了整个业界的多核进程。但是多核处理器仅是解决方案的一部分，更大的问题在于软件开发没有跟上硬件开发的进展。2 在现在单线程应用广泛的情况下，程序绝大多数情况下只能使用到一个核心。这是由于CPU在工作时是受软件高度控制的。它要处理的问题是软件提出的，问题到了CPU中变成具体线程，如果软件编写时使用单线程，它在被CPU执行时只能调用一个线程。多余的那个内核和其他线程由于没有权限执行而浪费。尽管利用并行CPU提高总体软件性能的概念至少已经出现近40年了，但是在开发工具方面，使这种方法进入商业市场的东西却非常少。可供程序员迅速开发出来的程序还是单线程的。在广为关注的游戏编程方面，并行多线程编程是非常困难的，在桌面级多核CPU诞生的最初几年里，所有游戏开发商都把并行游戏编程视为噩梦。在软件下，我们的CPU普遍遇到上图这种环境。双核心CPU 的一个核心运行系统检查和一些后台程序，另一个核心运行前台任务。这样使用似乎合理，但是我们仔细思考后就会发现，Core1基本是空闲的，因为后台程序在任何时刻，都只会消耗微小的CPU资源。而在实际应用中，不可否认有一些程序对多核心做出了非常好的优化，如上图。它们可以将自己分身，放在不同的核心上同时运行，这样提供了非常可观的性能增
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 现在我们已经大概知道CPU是负责些什么事情，但是具体由哪些部件负责处理数据和执行程序呢？ 1.算术逻辑单元ALU(Arithmetic Logic Unit) ALU是运算器的核心。它是以全加器为基础，辅之以移位寄存器及相应控制逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成加、减、乘、除四则运算和各种逻辑运算。就像刚才提到的，这里就相当于工厂中的生产线，负责运算数据。 2.寄存器组 RS(Register Set或Registers) RS实质上是CPU中暂时存放数据的地方，里面保存着那些等待处理的数据，或已经处理过的数据，CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间短。采用
[论文]CPU的内部结构与工作原理CPU的内部结构与工作原理 1.CPU的内部结构与工作原理 CPU是Central Processing Unit,,中央处理器的缩写，它由运算器和控制器组成，CPU的内部结构可分为控制单元，逻辑单元和存储单元三大部分。CPU的工作原理就象一个工厂对产品的加工过程:进入工厂的原料(指令)，经过物资分配部门(控制单元)的调度分配，被送往生产线(逻辑运算单元)，生产出成品(处理后的数据)后，再存储在仓库(存储器)中，最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。 2.CPU的相关技术参数 (1)主频 主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频,外频×倍频系数。很多人以为认为CPU的主频指的是CPU运行的速度，实际上这个认识是很片面的。CPU的主频表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度，与CPU实际的运算能力是没有直接关系的。当然，主频和实际的运算速度是有关的，但是目前还没有一个确定的公式能够实现两者之间的数值关系，而且CPU的运算速度还要看CPU 的流水线的各方面的性能指标。由于主频并不直接代表运算速度，所以在一定情况下，很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。因此主频仅仅是CPU 性能表现的一个方面，而不代表CPU的整体性能。 (2)外频 外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。外频是CPU与主板之间同步运行的速度，而且目前的绝大部分电脑系统中外频也是内存与主板之间的同步运行的速度，
在这种方式下，可以理解为CPU的外频直接与内存相连通，实现两者间的同步运行状态。外频与前端总线(FSB) 频率很容易被混为一谈，下面的前端总线介绍我们谈谈两者的区别。 (3)前端总线(FSB)频率 前端总线(FSB)频率(即总线频率)是直接影响CPU与内存直接数据交换速度。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽,(总线频率×数据带宽)/8。外频与前端总线(FSB)频率的区别:前端总线的速度指的是数据传输的速度，外频是CPU与主板之间同步运行的速度。也就是说， 100MHz外频特指数字脉冲信号在每秒钟震荡一千万次;而100MHz前端总线指的是每秒钟CPU可接受的数据传输量是 100MHz×64bit?8Byte/bit=800MB/s。 (4)倍频系数 倍频系数是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。但实际上，在相同外频的前提下，高倍频的CPU本身意义并不大。这是因为CPU与系统之间数据传输速度是有限的，一味追求高倍频而得到高主频的CPU就会出现明显的“瓶颈”效应——CPU从系统中得到数据的极限速度不能够满足CPU运算的速度。 (5)缓存 缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。L1 Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32,256KB.
. CPU逻辑运算原理 第一季继电器先不要扯什么图灵，冯诺依曼这些先贤。因为他们都太遥远。计算机一切计算的源头其Relay）”。继电器是什么鬼？看下图，实是源自一个非常非常中二的东西：“继电器 （ 其实就是一个线圈利用电磁感应做成的电磁铁。原理和“电报机”一样，当开关闭合，黄色），接通右边灰色的电电路通电，线圈是金属棒变成磁铁，吸引中间的小开关（Anker 路，点亮灯泡。
简单说，就是你在家一按开关，隔壁老王家的灯亮了。 “反相器”和“非门”第二季专业资料Word . 不按绝对不为什么说继电器是个很中二的东西？因为这不就是开关吗？我按了它才亮，真就是这货发展而来的。它的变种就开始好玩了。最简单的一个变种，就CPU亮。但。就是隔壁老王家的灯本来是亮着的，“反相器（是“反继电器”，或者叫Inverter）”我手上的开关一按，灯就灭了。 是接通的，。本来开关T1）”反相器到了现代计算机里，就叫做“非门（NOT Gate低位电，电路中断，输出变为T10（1V高位电平）。一旦闭合开关（是Output15V 平）。
，输出就1“非门”用下面这个符号表示。简单说，就是输出永远和输入是反的，输入专业资料Word . 0。输入，输出就是1。是0 第三季逻辑门家族”，就AND Gate与门（）和“非门”一样，我们能得到一堆其他特性的门。比如，“是两个开关串联。必须两个开关同时闭合，灯泡才能亮。
）”，两个开关并联，只要其中一个开关闭合，灯泡就会亮。OR Gate“或门（ 专业资料Word . ）”Logic Gates。长话短说，下图是所能得到的几个基本“逻辑门 （
第2章符号化、计算化与自动化 1、易经是用0和1符号化自然现象及其变化规律的典型案例。下列说法不正确的是_____。 (A)易经既是用0和1来抽象自然现象，同时又不单纯是0和1，起始即将0和1与语义“阴”和“阳”绑定在一起； (B)易经本质上是关于0和1、0和1的三画(或六画)组合、以及这些组合之间相互变化规律的一门学问； (C)易经仅仅是以自然现象为依托，对人事及未来进行占卜或算卦的一种学说； (D)易经通过“阴”“阳”(即0和1)符号化，既反映了自然现象及其变化规律，又能将其映射到不同的空间，反映不同空间事务的变化规律，例如人事现象及其变化规律。 答案：C 解释： 本题考核内容：考核0和1与易经 A．A的描述完全正确； B．B的叙述也完全正确； C．不正确，易经不仅仅以自然现象为依托，对事及未来进行占卜或算卦的一种学说，他还是将现象抽象为符号，进行符号组合，利用符号组合表达自然现象； D．D的表述完全正确，易经既反映了自然现象及其变化规律，还反映不同空间事物的变化规律； 具体内容请参考第二章视频“2. 0和1与易经”的“1.1～1.4”视频。 2、易经的乾卦是从“天”这种自然现象抽象出来的，为什么称其为“乾”而不称其为“天”呢？_____。 (A)易经创作者故弄玄虚，引入一个新的名词，其实没有必要； (B)易经的“乾”和“天”是不同的，“乾”是一种比“天”具有更丰富语义的事物； (C)“天”是一种具体事物，只能在自然空间中应用，若变换到不同空间应用，可能会引起混淆；而“乾”是抽象空间中的概念，是指具有“天”这种事务的性质，应用于不同的空间时不会产生这种问题； (D)易经创作者依据阴阳组合的符号特征，选择了更符合该符号的名字“乾”。 答案：C 解释： 本题考核内容：考核0和1与易经 A不正确，易经并不是故弄玄虚的； B不正确，易经中“乾”为“天”，“乾”是抽象空间中的概念，是指具有“天”这种事务的性质所以B并不正确； C完全正确，“天”是具体事物，“乾”是抽象概念； D不正确，“乾”并不是因为阴阳组合而命名的；
影响CPU运算速度的因素有哪些 一：CPU 的主频（主频=外频X倍频） CPU的主频，即CPU内核工作的时钟频率（CPU Clock Speed）。通常所说的某某CPU是多少兆赫的，而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。 二：架构（这个词语比较难理解，其实架构一词源于英文“architecture”的翻译，它的原意是建筑，建筑学，设计及构造的方式和方法。这个词应用于处理器(CPU) 是指处理器内部各个运算部件的有序安排和构造，达到设计的和谐统一，使之在运行时协调一致达到高效率。在计算机教科书上比较多的翻译成“体系结构”，“体系架构”或者“系统结构”。这个其实弄不懂也没关系关键点在于选购CPU 的时候买热门的架构体系的CPU 就不会错了！比如现在表热门的架构就是INTEL 的酷睿，和AMD的K8及K10为刚出来的新架构，市场上货不是很多！ 三：CPU 的核心数 CPU 的性能大致可以用以下公式来计算：CPU性能= 主频x IPC IPC就是每个时钟周期内可以执行的指令数(IPC: Instruction Per Clock)，CPU架构的更新换代直接影响和提高的是IPC值，当然制造工艺和架构对主频的影响也是关联的。另外，并行计算也是直接提高IPC的途径，这也是现在为什么主流CPU从单核转向双核，将来转向四核，和更多核。如果把主频和架构综合起来考虑，为了让大家更容易理解，我以百米运动员赛跑为例。主频相当于百米选手的步频，架构类比于步幅。所以大家可以看到：1．步幅一样大(架构相同)，步频快的选手跑的快。 2．步频一样快，步幅大(架构先进)的选手跑的快。 3．步频也快，步幅也大，选手成为世界百米飞人也就不是天方夜谭了
三态逻辑与非门基本输出状态及其应用电路解析 我们常说三态门，那么三态门到底是什么呢？三态又指的是哪三态呢？别急，接下来我会你具体讲解什么是三态门，以及它的应用电路解析。 什么是三态门?三态门，是指逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外，还有第三种状态——高阻状态的门电路高阻态相当于隔断状态。三态门都有一个EN控制使能端，来控制门电路的通断。可以具备这三种状态的器件就叫做三态（门，总线，。..。..）。 举例来说： 内存里面的一个存储单元，读写控制线处于低电位时，存储单元被打开，可以向里面写入；当处于高电位时，可以读出，但是不读不写，就要用高电阻态，既不是＋5v，也不是0v 计算机里面用1和0表示是，非两种逻辑，但是，有时候，这是不够的， 比如说，他不够富有但是他也不一定穷啊，她不漂亮，但也不一定丑啊， 处于这两个极端的中间，就用那个既不是＋也不是―的中间态表示，叫做高阻态。 高电平，低电平可以由内部电路拉高和拉低。而高阻态时引脚对地电阻无穷，此时读引脚电平时可以读到真实的电平值。 高阻态的重要作用就是I/O（输入/输出）口在输入时读入外部电平用. 1. 三态门的特点 三态输出门又称三态电路。它与一般门电路不同，它的输出端除了出现高电平、低电平外，还可以出现第三个状态，即高阻态，亦称禁止态，但并不是3个逻辑值电路。 2. 三态逻辑与非门 三态逻辑与非门如图Z1123所示。这个电路实际上是由两个与非门加上一个二极管D2组成。虚线右半部分是一个带有源泄放电路的与非门，称为数据传输部分，T5管的uI1、uI2称为数据输入端。而虚线左半部分是状态控制部分，它是个非门，它的输入端C称为控制端，或称许可输入端、使能端。 当C端接低电平时，T4输出一个高电平给T5 ，使虚线右半部分处于工作状态，这样，电
CPU组成 中央处理单元（Central Processing Unit；CPU），亦称微处理器（Micro Processor Unit），由运算器与控制器组成，其内部结构分为控制单元（Control Unit；CU）、逻辑单元（Arithmetic Logic Unit；ALU）、存储单元（Memory Unit；MU）三部分，各部件相互协调，进行分析、判断、运算并控制计算机各组件工作。 一、内核 ●运算器 运算器是计算机的处理中心，主要由算术逻辑单元（Arithmetic and Logic Unit；ALU）、浮点运算单元（Floating Point Unit；FPU）、通用寄存器和状态寄存器组成。 算术逻辑单元主要完成二进制数据的定点算术运算（加减乘除）、逻辑运算（与或非异或）及各种移位操作。 浮点运算单元主要负责浮点运算和高精度整数运算。 通用寄存器用来保存参加运算的操作数和运算的中间结果。 状态寄存器在不同机器中有不同规定，程序中，状态位通常作为转移指令的判断条件。 ●控制器 控制器是计算机的控制中心，决定了计算机运行过程的自动化。它不仅要保证程序的正确执行，而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制器、时序控制器、总线控制器、中断控制器等几个部分。 1)指令控制器完成取指令、分析指令和执行指令的操作。 2)时序控制器要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。 时序控制器包括时钟发生器和倍频定义单元，其中时钟发生器由石英晶体振荡器发出稳定的脉冲信号，即CPU的主频；而倍频定义单元则定义CPU主频是存储器频率（总线频率）的几倍。 一般时钟脉冲就是最基本时序信号，是整个机器的时间基准，称为主频。执行一条指令所需时间叫做一个指令周期，不同指令的周期有可能不同。一般为便于控制，根据指令的操作性质和控制性质不同，会把指令周期划分为几个不同的阶段，每个阶段就是一个CPU周期。早期，CPU同内存速度差异不大，所以CPU周期通常和存储器存取周期相同。后来，随着CPU的发展，速度远高于存储器，于是常将CPU周期定义为存储器存取周期的几分之一。 3)总线控制器是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。 就CPU而言一般分为内部总线和CPU对外联系的外部总线，外部总线又叫系统总线、前端总线（FSB）等，包括地址总线、数据总线、控制总线等。 4)中断控制器指计算机由于异常事件，或随机发生需立即外理事件，引起CPU暂时停止当前程序执 行，转向另一服务程序以处理当前事件，处理完成后返回原始程序的过程。 由机器内部产生的中断，称做陷阱（内部中断），由外部设备引起的中断叫外部中断。 二、外核 1.解码器（Decode Unit） x86CPU特有设备，作用是把长度不定的x86指令转换为长度固定的指令，交由内核处理。解码分为硬件解码和微解码，对于简单的x86指令只要硬件解码即可，速度较快，而遇到复杂的x86指令则需要进行微解码，并把它分成若干条简单指令，速度较慢且很复杂。 2.一级缓存和二级缓存（Cache） 一级缓存和二级缓存是为了缓解较快的CPU与较慢的存储器之间的矛盾而产生，一级缓存通常集成在CPU内核，而二级缓存则是以OnDie或OnBoard的方式以较快于存储器的速度运行。对于一些大数据交换量的工作，CPU的Cache显得尤为重要。 三、指令系统 指令系统指的是一个CPU所能够处理的全部指令的集合，是一个CPU的根本属性，因为指令系统决定了一个CPU能够运行什么样的程序。我们常说的CPU都是X86系列及兼容CPU ，所谓X86指令集是美国Intel 公司为其第一块16位CPU（i8086）专门开发的，虽然随着CPU技术的不断发展，Intel陆续研制出更新型的i80386、i80486直到今天的Pentium4系列，但为了保证电脑能继续运行以往开发的各类应用程序以保护和继承丰富的软件资源（如Windows系列），Intel公司所生产的所有CPU仍然继续使用X86指令集。另外除Intel 公司之外，
cpu主频计算方法 cpu主频计算方法一一般的cpu频率在3ghz左右就比较好，但cpu主频不是性能定位的指标。 1、cpu的架构影响力最大，例如p4 3.0ghz的架构相比haswell 架构，性能差距很远。 2、散热器性能，散热不好，会导致cpu性能下降。 3、主板供电不足时，cpu性能也有一定影响。 cpu主频计算方法二双核cpu主频跟其中每个单核处理器的主频是一致的，也就是说，主频的概念和含义就是每个处理器核心的时钟频率，它们之间是相同设计的，并没有叠加计算主频的情况。 cpu的核心架构在发展到多核的时候，目的主要为了多任务的并行处理更快捷方便，因为老的单核流水线形式已经无法满足日渐增长的多任务需求，而每个核心的频率又无法继续大幅度增加所以通过多个核心并存并行的方式进行。这里的并行不是对一个任务分解为小任务单元后同时计算运行，而是每个处理器核心对应一个不同的任务，各自之间几乎独立同时进行，互不干扰运算。 当然，多核并行的执行还要取决于程序支持多核运算。但无论怎样，整个cpu的主频就是其中每个单核心的主频。不存在其他的计算方式。
cpu主频计算方法三外频x倍频=主频外频也叫cpu前端总线频率或基频，计量单位为“mhz“。cpu的主频与外频有一定的比例(倍频)关系，由于内存和设置在主板上的l2cache的工作频率与cpu外频同步，所以使用外频高的cpu组装电脑，其整体性能比使用相同主频但外频低一级的cpu要高。这项参数关系古巴使用主板的选择。 倍频系数是cpu主频和外频之间的比例关系，一般为：主频=外频*倍频。iintel公司所有cpu(少数测试产品例外)的倍频通常已被锁定(锁频)，用户无法用调整倍频的方法来调整cpu的主频，但仍然可以通过调整外频为设置不同的主频。adm和其它公司的cpu未锁频。 相关阅读： cpu处理技术 在解释超流水线与超标量前，先了解流水线(pipeline)。流水线是intel首次在486芯片中开始使用的。流水线的工作方式就象工业生产上的装配流水线。在cpu中由5-6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条x86指令分成5-6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个cpu时钟周期完成一条指令，因此提高cpu的运算速度。经典奔腾每条整数流水线都分为四级流水，即指令预取、译码、执行、写回结果，浮点流水又分为八级流水。超标量是通过内置多条流水线来同时执行多个处理器，其实质是以空间换取时间。而超流水线是通过细化流水、提高主频，使得在一个机器周期内完成一个甚至多个操作，其实质是以空间换取时间。例如pentium 4的流水线就长
基本的逻辑运算表示式-基本逻辑门电路符号 1、与逻辑(AND Logic) 与逻辑又叫做逻辑乘，通过开关的工作加以说明与逻辑的运算。 从上图看出，当开关有一个断开时，灯泡处于灭的，仅当两个开关合上时，灯泡才会亮。于是将与逻辑的关系速记为：“有0出0,全1出1”。 图(b)列出了两个开关的组合，以及与灯泡的，用0表示开关处于断开，1表示开关处于合上的； 灯泡的用0表示灭，用1表示亮。 图(c)给出了与逻辑门电路符号,该符号表示了两个输入的逻辑关系，&在英文中是AND的速写，开关有三个则符号的左边再加上一道线就行了。 逻辑与的关系还用表达式的形式表示为: F=A·B 上式在不造成误解的下可简写为：F=AB。 2、或逻辑(OR Logic) 上图(a)为一并联直流电路，当两只开关都处于断开时，其灯泡不会亮；当A,B两个开关中有一个或两个一起合上时，其灯泡就会 亮。如开关合上的用1表示，开关断开的用0表示；灯泡的亮时用1表示，不亮时用0表示，则可列出图(b) 的真值表。这种逻辑关系通常讲的“或逻辑”，从表中可看出，只要输入A,B两个中有一个为1，则输出为1，否则为0。 或逻辑可速记为：“有1出1，全0出0”。 上图(c)为或逻辑门电路符号，通常用该符号来表示或逻辑，其方块中的“≥1”表示输入中有一个及一个的1，输出就为1。 逻辑或的表示式为： F=A+B 3、非逻辑(NOT Logic) 非逻辑又常称为反相运算(Inverters)。下图(a)的电路实现的逻辑功能非运算的功能，从图上看出当开关A 合上时，灯泡反而灭；当开关断开时，灯泡才会亮，故其输出F的与输入A的相反。非运算的逻辑表达式为 图(c)给出了非逻辑门电路符号。
一、中央空调软化水设备工作原理: 水的硬度主要是由其中的阳离子：钙（Ca2+）、镁(Mg2+)离子构成的。 当含有硬度离子的原水通过交换器树脂层时，水中的钙、镁离子与树脂内的钠离子发生置换，树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中，这样从交换器内 流出的水就是去掉了硬度离子的软化水。 随着交换过程的不断进行，树脂中Na+全部被置出来后就失去了交换功能，此时必须使用Nacl溶液对树脂进行再生，将树脂吸附的Ca2+、Mg2+置换下来，树脂重新吸附了钠离子，恢复了软化交换能力。
二、中央空调软化水设备产品结构： 1. 进口控制阀：阀体材质为高强度轻质耐腐蚀工程塑料、无铅黄铜。 2. 抗腐蚀罐体：罐体材质为玻璃钢（可选用碳钢或不锈钢衬塑罐体），罐体防腐、耐压，使用寿命长。 3. 均匀布水系统：采用射流式布水，树脂有效交换容量得以充分发挥，用盐控制精确，无须盐泵。 4. 进口高性能树脂：选用强酸性阳离子交换树脂，破损率低，粒度均匀，提高离子交换率。 三、中央空调软化水设备工作程序： 1. 供水：未处理的水通过树脂层，发生交换反应，产生软水。 2. 反洗：水从树脂层下部进入，松动树脂，去除细碎杂物。 3. 进盐水再生：利用较高浓度的盐水（Nacl）流过树脂，将失效树脂重新还原为钠型可用树脂。
4. 冲洗：按照供水时的流程使水通过树脂冲洗掉多余的盐液和再生交换下来 的钙、镁离子。 5. 注水：向盐箱内注水，溶解食盐，以备下次再生所用。 四、中央空调软化水设备性能特点： 1. 高效：软水器整体设计配套合理，使树脂的有效工作交换容量得以充分发挥。 2. 省工：自动化程度高，无需设专人值守。 3. 省水：软水器制水率达98%以上。 4. 省电：采用虹吸再生原理，无需盐泵，耗电量仅相当于手动软水设备的1%。 5. 占地空间小：只需提供树脂罐和盐罐的占地空间，节省管路、盐泵所占空间。 6. 调整方便：用户可根据实际需要，自行调整再生周期和再生时间。 7. 运行费用低：由于自动化程度高，软水器能适应水量变化，精确地计量产 水量、计量再生剂的用量，避免了再生时再生剂无辜的浪费，同时可节省大量 的人工费。
第2章0和1-语义符号化、符号计算化与计算自动化练习题答案解析
第2章符号化、计算化与自动化 1、易经是用0和1符号化自然现象及其变化规律的典型案例。下列说法不正确的是_____。(A)易经既是用0和1来抽象自然现象，同时又不单纯是0和1，起始即将0和1与语义“阴”和“阳”绑定在一起； (B)易经本质上是关于0和1、0和1的三画(或六画)组合、以及这些组合之间相互变化规律的一门学问； (C)易经仅仅是以自然现象为依托，对人事及未来进行占卜或算卦的一种学说； (D)易经通过“阴”“阳”(即0和1)符号化，既反映了自然现象及其变化规律，又能将其映射到不同的空间，反映不同空间事务的变化规律，例如人事现象及其变化规律。 答案：C 解释： 本题考核内容：考核0和1与易经
A．A的描述完全正确； B．B的叙述也完全正确； C．不正确，易经不仅仅以自然现象为依托，对事及未来进行占卜或算卦的一种学说，他 还是将现象抽象为符号，进行符号组合，利 用符号组合表达自然现象； D．D的表述完全正确，易经既反映了自然现象及其变化规律，还反映不同空间事物的变化规律； 具体内容请参考第二章视频“2. 0和1与易经”的“1.1～1.4”视频。 2、易经的乾卦是从“天”这种自然现象抽象出来的，为什么称其为“乾”而不称其为“天”呢？_____。 (A)易经创作者故弄玄虚，引入一个新的名词，其实没有必要； (B)易经的“乾”和“天”是不同的，“乾”是一种比“天”具有更丰富语义的事物； (C)“天”是一种具体事物，只能在自然空间中应用，若变换到不同空间应用，可能会引起混淆；而“乾”是抽象空间中的概念，是指具有“天”
简单的说cpu就像是一个大的存放开关的工厂，每个晶体管就是一个开关，关的时候 表示0，开的时候表示1， 晶体管越多，开关也越多，在处理同一个问题的时候走的线路也就越多。这就像是你 以前学初中物理时的并联 电路，之路越多流通的线路也越多。同样，cpu的晶体管越多，单位时间内可以流过的电流的支路也就越多反 映在宏观上就是你在一颗cpu上能同时处理的数据也就越多，机器也就越快。 更现实生活一样，人多力量大 晶体管有的组成CPU内部数字开关,有的组成CPU内部的缓存;人多当然力量大，做的 事情多，速度肯定快 CPU工作原理揭秘 众所周知，CPU是电脑的“心脏”，是整个微机系统的核心，因此，它也往往成了各种档次微机的代名词，如昔日的286、386、486，奔腾、PII、K6到今天的PIII、P4、K7等。回顾 CPU发展历史，CPU在制造技术上已经获得了极大的提高，主要表现在集成的电子元件 越来越多，从开始集成几千个晶体管，到现在的几百万、几千万个晶体管，这么多晶 体管，它们 是如果处理数据的呢? ◆ 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）。这一开一关就相等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，科技人员把两个晶体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，如果你将开关设置微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，十进制位中的1在二进制模式时也是“1”，2在二进制位模式时是“10”，3是“11”
CPU的内部架构和工作原理 一直以来，总以为CPU内部真是如当年学习《计算机组成原理》时书上所介绍的那样，是各种逻辑门器件的组合。当看到纳米技术时就想，真的可以把那些器件做的那么小么？直到看了Intel CPU制作流程及AMD芯片的制作流程的介绍不禁感慨，原来科技是如此的发达。 本文我们以Intel为例对CPU的工作原理做简单介绍，仅仅是简单介绍， 那么AMD，ARM，MIPS甚至PowerPC你应该会触类旁通才对。 还记得那是1968年7月18日，鲍勃-诺斯和戈登-摩尔的新公司在美国加 利福尼亚州，美丽的圣弗朗西斯科湾畔芒延维尤城的梅多费大街365号开张了。 并在成立不久斥资15000美元从一家叫INTELCO的公司手中买下了Intel名 称的使用权。由此Intel这位半导体巨人开始了他在IT行业传奇般的历史。 1971年11月15日，这一天被当作全球IT界具有里程碑意义的日子而被写入 许多计算机专业教科书。Intel公司的工程师特德·霍夫发明了世界上第一个微 处理器—4004，这款4位微处理器虽然只有45条指令，而且每秒只能执行5万 条指令。甚至比不上1946年由美国陆军宾夕法尼亚大学研制的世界第一台计算 机ENIAC。但它的集成度却要高很多，一块4004的重量还不到一盅司。他因 发明了微处理器，被英国《经济学家》杂志称为“第二次世界大战以来最有影响 的科学家之一”。Intel公司的CPU发展历程如下表所示：
以及后面的Pentium 1,2,3和4，再到酷睿、酷睿2，这里就不再一一列举。Intel从8086开始，就进入了我们所谓的x86时代。而80386的诞生则标志着Intel正是进入了32位微处理器的时代。从80386到Pentium 4这个年代的CPU，就是传说中的IA-32时代。 我们都知道CPU的根本任务就是执行指令，对计算机来说最终都是一串由“0”和“1”组成的序列。CPU从逻辑上可以划分成3个模块，分别是控制单元、运算单元和存储单元，这三部分由CPU内部总线连接起来。如下所示：
数象与符号逻辑学 人类协同认知大千世界纷纭万象的中间媒介，无非是数和象（或曰形）：为了交流必须能够用语言摹写事物在空间中呈现出的象，为了精确又必须诉诸于数。 数和象本来都是一种符号，经过千万年的交流使用，也就约定俗成地被赋予了语言意义，象在交流中的实用价值逐渐被“贬值”；只有在偶尔发现了数千年前的岩画时，才会唤醒极少数专家对“象”的特殊兴趣。北宋邵雍在《皇极经世书》中所谓“穷万物之理，尽万物之数”；“有意必有言，有言必有象，有象必有数；数立则象生，象生则言用，言用则意显”，另外再加上“意显则理明”，即是对所有“认知过程”最恰当的描述。本文就围绕数和象讨论东西方认知理路和理论体系之差异。 “希腊自然哲学的出发点是丰富多彩的现象能藉以得到解释的本原问题”；然而展现在我们眼前的却是“表象的永远的变化”（1-P69）。于是就产生了一个问题：在承认存在着万物统一本原的同时，又该怎样说明直接呈现的“变化”这一事实呢？ 亚里士多德采用“形式”和“质料”分离的办法来解决这个矛盾：他认为任何学问都是研究“存在”，并将以“不变的存在”为对象的学问称为第一哲学，而将以“变化的存在”为对象的学问称为第二哲学，又叫自然哲学或物理学。 最终导致“亚里士多德关于称谓和关于基本实体的学说就发展而为实体的诸属性相互联系而基本实体之间却相互分离的学说了”；使得“所有的现代认识论和现代宇宙论都为此问题而大伤脑筋”（1-P290）。其根源就在于，所谓“本原”论的实质，就是刻意追寻“可变现象”背后的“不变本质”，于是就将在时空过程中出现的“象”与超时空的“本原”做出二元化的分裂。 第一哲学将观念-范畴具体“对象化”的结果，虽说采用“范畴演绎”和“逻辑辩证”的手法也可以获得一种“推演力”，却失去了数字系统所具有的“自身内在的”推演机制；第二哲学依据毕达哥拉斯“数本原”论发展的结果，使得数学成为科学的楷模，理性的化身，似乎在“科学思维和语言的数学化”方面，已经取得相当大的成功，却不清楚“数学和赌博都是人为的约定”，“当几何学家骂形而上学者时，他们决不会想到他们自己的全部学问也只是一种形而上学”（2-P238）。 因为所谓的数学，都是应用特定的逻辑对数或象（几何图形）进行推演的一种学问，而所依据的“逻辑”规则，只不过是一种“人为的约定”而已，跟毕达哥拉斯学派依据数字“自身内在的”推演机制来演绎思想和语言，存在着是否包含人为因素的本质差异。倒是随着“计算物理学”的兴起出现的“符号动力学”和“图形生成”理论，才真正属于“数本原”思想的滥觞。 因为第二哲学又被叫做自然哲学或物理学，大多数关于西方哲学史的书中谈及最多的古代哲学家，都只是柏拉图和亚里士多德等，却忽略了一个对西方哲学产生过关键性影响的人物——毕达哥拉斯。 他的基本哲学观点是：数是万物的本原；万事万物只有通过数才能达到理解。由于他力图通过“数”来解释自然界永恒变化的根源，通常就被划归第二哲学的范畴而遭到第一哲学家的冷遇；但是西方文化中那种演绎理性精神和数理型的方法论思想，却根源于他把“数”作为“本原”向“可见世界”的推演。正是这种思想“促进了一种向全新的思想形式的突破，并且使得万物的终极基础不再被设想为一种感性的物质——比如泰勒斯学说中的水——而是设想为一种思想的形式原则”（1-P70），促成第二哲学最终和第一哲学分道扬镳，研究西方哲学史的学者们却忽略了这一事实。 那些热心于追求“思维演算”和“逻辑语义学”的学者们，都又不得不以“逻辑的贫乏性”为终结；只有创立“算术二进制”的莱布尼兹和对“数理逻辑”做出重要贡献的罗素，才对他做出“高于所有别的古代哲学家”和“自有生民以来在思想方面最重要的人物之一”的评
CPU的工作过程 CPU的工作过程 CPU的基本工作是执行存储的指令序列，即程序。程序的执行过程实际上是不断地取出指令、分析指令、执行指令的过程。 CPU从存放程序的主存储器里取出一条指令，译码并执行这条指令，保存执行结果，紧接着又去取指令，译码，执行指令……，如此周而复始，反复循环，使得计算机能够自动地工作。除非遇到停机指令，否则这个循环将一直进行下去。其过程如图3-3所示 图3-3 程序的执行过程 3.2.1 指令的执行过程 几乎所有的冯?诺伊曼型计算机的CPU，其工作都可以分为5个阶段：取指令、指令译码、执行指令、访存取数和结果写回。如图3-4所示。 图3-4 指令的执行过程 1．取指令阶段 取指令（Instruction Fetch，IF）阶段是将一条指令从主存中取到指令寄存器的过程。 PC，依此类推。?PC，若为双字长指令，则(PC)+2?程序计数器PC中的数值，用来指示当前指令在主存中的位置。当一条指令被取出后，PC中的数值将根据指令字长度而自动递增。若为单字长指令，则(PC)+1
2．指令译码阶段 取出指令后，计算机立即进入指令译码（Instruction Decode，ID）阶段。 在指令译码阶段，指令译码器按照预定的指令格式，对取回的指令进行拆分和解释，识别和区分出不同的指令类别及各种获取操作数的方法。 在组合逻辑控制的计算机中，指令译码器对不同的指令操作码产生不同的控制电位，以形成不同的微操作序列；在微程序控制的计算机中，指令译码器用指令操作码找到执行该指令的微程序的入口，并从此入口开始执行。 在传统的设计里，CPU中负责指令译码的部分是无法改变的硬件。不过，在众多运用微程序控制技术的新型CPU中，微程序有时是可重写的，可以通过修改成品CPU来改变CPU的译码方式。 3．执行指令阶段 在取指令和指令译码阶段之后，接着进入执行指令（Execute，EX）阶段。 此阶段的任务是完成指令所规定的各种操作，具体实现指令的功能。为此，CPU 的不同部分被连接起来，以执行所需的操作。 例如，如果要求完成一个加法运算，算术逻辑单元（ALU）将被连接到一组输入和一组输出，输入端提供需要相加的数值，而输出端将含有最后的运算结果。 4．访存取数阶段 根据指令需要，有可能要访问主存，读取操作数，这样就进入了访存取数（Memory，MEM）阶段。 此阶段的任务是：根据指令地址码，得到操作数在主存中的地址，并从主存中读取该操作数用于运算。 5．结果写回阶段 作为最后一个阶段，结果写回（Writeback，WB）阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式。结果数据经常被写到CPU的内部寄存器中，以便被后续的指令快速地存取。在有些情况下，结果数据也可被写入相对较慢、但较廉价且容量较大的主存。许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态，这些标志位标识着不同的操作结果，可被用来影响程序的动作。 在指令执行完毕、结果数据写回之后，若无意外事件（如结果溢出等）发生，计算机就接着从程序计数器PC中取得下一条指令地址，开始新一轮的循环，下一个指令周期将正常地顺序取出下一条指令。 许多新型CPU可以同时取出、译码和执行多条指令，体现出并行处理的特性。