默默地继续玩原版

继续玩原版

看见计算机组成原理和构建计算机我就进来了，看看内容我还是过几天再来看贴子好了

继续默默玩原版 PS目测楼主用mod只是为了方便理论分析，最后的成品应该还是用原版，不然意义不大。提醒下楼主：mod用习惯之后换回原版你会很不习惯。
　　　--来自15英寸大屏版iPhone6plus

楼上多多说的对，而且说好的原理呢，我就看见一堆mod

==============计算机组成原理================
由于红石玩家们都已是数电大触，应广大观众要求，在此略过数电的知识，如果对数电有些不明白的，可以参考其他红石数电教程。
本教程开始之前要求至少要掌握：基本逻辑门、组合逻辑电路分析设计方法、译码器、编码器、数据选择器、比较器、加法器、三态门、基本触发器、锁存器、寄存器、移位寄存器、计数器。
最好掌握一些仿真工具，如logisim、 multisim、proteus，如果有VHDL或Verilog基础就最好了。考虑到教程跨度比较广，这里会视情况采用多种工具。

先从简单的开始，一步一步逼近核心
【体系结构】
现在主流的计算机体系有两种架构
一、冯洛伊曼体系结构
包括输入设备、输出设备、运算器、控制器、存储器
二、哈佛体系结构
哈佛体系结构把数据存储器和程序存储器分开，分别用不同的总线进行存储
另外还有一种改进型的哈佛体系结构，与哈佛结构的不同点是程序和数据总线是共用的，采用分时复用的方法对数据、程序存储器进行存储。

目前，微机大都是冯诺依曼结构，且采用分级存储系统，并且把一些高速的组件，如寄存器（属于存储器）、运算器、控制器集成到一块芯片中，这就是处理器。对于嵌入式，大都采用哈佛结构，且嵌入式计算机倾向于把除外部设备的组件全部集成到处理器中，也就是通常说的单片机。

【中央处理器（CPU）】
CPU一般包括寄存器组、运算器和控制器。
首先，让我们来构造运算器

【运算器】
一般简单CPU实现的运算操作有算术运算、逻辑运算和移位。算术运算主要包括加法、减法、曾1、减1等，逻辑运算主要包括与、或、非、异或，移位实现左移右移或者不变。
算术运算器实际上就是一个加法器，那么减法怎么办呢？
众所周知，A-B=A+(-B)，就这样，减法就转换成了加法，那么负数怎么表示？答案是用补码！
实际上为了方便，我们把参与运算的数都用补码表示，定义正数和零的补码为本身，负数的补码为其反码加一（反码就是按位取反）。
补码表示的时候，正数、零和负数可以很方便区分出来，最高位为0，则为正数或零，最高位为1，则为负数。
不过在这里，我们还需要对运算结果按2^n取模（n为位数），写成通式就是这样：
[A-B]补=([A]补+[-B]补)mod 2^n，（A、B>=0）
其实mod 2^(n+1)的意思就是舍弃最高位的进位。
举个例子，如果要计算八位二进制运算5-3，可以这样做：
[5]补=5=00000101B，
[-3]补=[3]反+1=[0000011]反+1=11111100B+1=11111101B
然后做加法运算

如果第一个是负数呢？情况也一样的，因为加法满足交换律，加法器的两个输入端也是对称的。
如果小数减大数呢？例如15-35（八位字长）：
[15-35]补=([15]补+[-35]补)mod 2^8=(00001111B+11011101B)mod 2^8=11101100B=[-20]补
由此可以看出，当用补码表示整数的时候，加减法可以统一为加法运算。

围观大触们

溢出判断
当运算的结果超过最大表示范围的时候，就会发生溢出。
分析可以得出：
对于加法，溢出只有在两数都为正，或者两数都为负的情况下才能发生；
对于减法，只有正数减负数或者负数减正数的情况下才可能溢出。
统一为加法之后，上述情况就是[正]补+[正]补和[负]补+[负]补，[正]补+[正]补溢出时导致从低位进位到符号位，[负]补+[负]补导致符号位变为0，因此可以得出结论：
当两数符号相同，运算结果与原数符号不同时，发生溢出。

我觉得，看到这里还没跑的人应该都是会四则计算器的。

有了以上的理论就可以构造算术单元啦~
实际上，两数相减时，还需要对第二个数求补码，求补的话，至少需要求反，另外我们不仅仅需要加法、减法，还需要增1、减1。增1可以通过低位进位端实现，减一可以通过加负一的补码实现，也就是加全一，
所以综合以上，还需要在输入端加一个实现取反、全0、全1或保持原样的模块。
取反可以用非门实现，然后用数据选择器选择不同的通路，即可实现上述功能。

个人认为有些基本的可以不用讲，比如补码什么的能坚持看这篇贴子的应该都会