CPU學(xué)習(xí)心得續(xù)集2

數(shù)字電路的核心就是各種各樣的門，有點(diǎn)像諸葛亮布的八卦陣，CPU自然是復(fù)雜化的數(shù)字電路，內(nèi)部充斥著海量的門。注：這里沒有艷照門，莫奈門。

我在想，假如連接這些門的不是電路，而是一根根橡膠管，我在橡膠管的開始位置（震蕩電路）吹一口氣，有哪些門可以被吹開呢？
在第一個(gè)周期內(nèi)，應(yīng)該只有0000H里面的門會(huì)開，假如數(shù)據(jù)為01010101，那么相應(yīng)為1的門就會(huì)打開，0的門是關(guān)閉的。而根據(jù)這些信息，假設(shè)01010101指向了001AH這個(gè)地址，好了好了，知道了，我再吹第二口氣。
這時(shí)候別的門依舊是關(guān)閉的，0000H或許保持不變，而001AH卻有門被打開，這些門的狀態(tài)是設(shè)定好的（編程），由于我的這口氣有著強(qiáng)大的力量，我吹的這個(gè)地址的八扇門（8位機(jī)）會(huì)發(fā)生連鎖反應(yīng)，吹開其它的門（運(yùn)算），假設(shè)001AH的數(shù)據(jù)為： MOV A,#20H，氣流會(huì)根據(jù)指令去吹累加器A的地址，然后打開相應(yīng)的門使之?dāng)?shù)據(jù)等于20H。至于為什么看到這個(gè)指令就會(huì)去吹累加器地址，是因?yàn)镸OV A 這個(gè)指令就是打開了累加器A的門，它就是打開累加器A的密碼。這個(gè)指令是唯一的，不重復(fù)的。
回到電路的思路上來，負(fù)責(zé)執(zhí)行MOV指令的門電路一直沒有閑著，它隨時(shí)掃描著各個(gè)地址中有沒有MOV字眼，有的話直接執(zhí)行，同理，其它的門電路也是如此，程序員不管它們是什么門電路，統(tǒng)稱為指令，這些指令是INTER公司設(shè)計(jì)好的，拿來用就行了。對于我這種鉆牛角尖的，它們就是一個(gè)個(gè)門的組合，它們每個(gè)周期都在內(nèi)存里掃描有沒有自己的工作，有就工作，沒有就繼續(xù)掃描。

不說那些外行的話了，很多東西是想當(dāng)然的，可能不正確。
CPU內(nèi)的各種數(shù)字電路，在每個(gè)脈沖周期都在工作，沒有接到指令也在工作，它們在干什么呢？
我們知道，CPU開發(fā)的時(shí)候，系統(tǒng)提供了很多指令，如MOV、JMP等等，我們稱之為指令集。我猜想這些不同的指令，實(shí)質(zhì)上就是對應(yīng)著CPU內(nèi)部不同的數(shù)字電路，所有的數(shù)字電路都擁有共同的特點(diǎn)，就是都具有輸入和輸出端，這些輸入和輸出端是接在總線上的，輸入端每時(shí)每刻都在監(jiān)視著總線上電平的變化，輸出端每時(shí)每刻都在輸出給總線相應(yīng)的電平。
內(nèi)存同樣也是數(shù)字電路，它也在總線上接著，內(nèi)存的工作相對更簡單，就是感知總線上的電平高低，你高了我也高，你低了我也低。但是總這樣高高低低的也不行，這就像你拿起筆總在一個(gè)方格里寫字一樣，寫了擦，擦了寫，文章還是出不來，怎么辦？筆要?jiǎng)硬判?，這里就需要移位電路，每一個(gè)周期執(zhí)行完畢，移位電路就要工作一次， 這就是前面學(xué)過的指針的概念。對程序員來說是指針，對硬件開發(fā)者來說是移位電路。

大概的脈絡(luò)在腦子里基本有點(diǎn)狀態(tài)了，我們不妨先把龐大的超大規(guī)模的CPU系統(tǒng)簡化一下，這樣更好理解。假設(shè)CPU內(nèi)部只有一個(gè)數(shù)字電路，內(nèi)存只有8個(gè)字節(jié)（8位機(jī)同時(shí)傳輸8個(gè)字節(jié)）。
現(xiàn)在通電開始工作，脈沖電路發(fā)出脈沖， 數(shù)字電路的8個(gè)輸入端在總線上的8條支路上分別感知電平，假設(shè)內(nèi)存的數(shù)據(jù)為00001111，那么數(shù)字電路的8個(gè)支路會(huì)檢測到低低低低高高高高8個(gè)電平，然后數(shù)字電路馬上得出運(yùn)算結(jié)果，假設(shè)為10101010，并送到總線上去。請注意，這里數(shù)字電路輸出數(shù)據(jù)的前提是00001111這個(gè)輸入值里面包含自己需要的識別碼，就像密碼一樣，如果不包含，對不起我不輸出任何數(shù)據(jù)，保持原電平不變，假設(shè)密碼為0000，那么每當(dāng)它看到這個(gè)0000就會(huì)立即輸出數(shù)據(jù)，這個(gè)識別的密碼是唯一的，不能和別的數(shù)字電路重復(fù)。