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cpu如何工作?

#引言:逻辑门电路

##继电器

我们在初中就学习过电磁感应,线圈通电会产生磁场,利用这个磁场再去控制一个电路的开关,这就是最早的继电器

继电器

许多继电器链接起来,就构成了有逻辑思维的电路:以下为一个与门(And Gate)

只有当前两个继电器都通电时,灯泡才能点亮

以下是几种常见逻辑门:

或门:image-20210325124715228

非门(反向器):image-20210325124809134

或非门:image-20210325124930571

以下为常见逻辑门的符号表示:

##振荡器(时钟)

当接通时,磁力使开关断开,断开后失去磁力,就会再次接通电路。时钟就会不断地开关。

##锁存器

这是由两个或非门构造的触发器,称为 R - S(或 R e s e t - S e t,复位/置位)触发器

image-20210325124413190

闭合上边的置位开关

image-20210325124435107

这是即使你再断开开关,灯泡仍然会亮着

image-20210325153936798

这时闭合下边的复位开关,灯泡熄灭

image-20210325155210783

触发器的电路可以简化成:image-20210325155525804

接下来我们改进这个触发器,我们加上输出Q为零的情况
$$
\overline{Q}
$$

image-20210325155741925

只要保持位为0,置位信号和复位信号都不会对电路输出产生影响

image-20210325163116367

这就是一个电平触发的D型锁存器了,D(Data)表示数据端输入。所谓电平触发是指当 保持位输入为某一特定电平时,触发器才对数据端的输入值进行保存

(更高级的触发器!)两个R-S触发器相连接,可以组成 边沿触发的D型触发器

image-20210325164855645

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#cpu

2.3Ghz的cpu就是指每秒能够进行23亿次运算的cpu。也就是时钟每秒变化23亿次。

cpu从内存条(RAM)上的0地址开始运行,每次时钟跳动,就往下跳一个地址。

cpu运行的视频介绍可以参考: