第68章 计算机架构攻关

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辉煌科技公司半导体研究中心。

无数工作人员正在加紧研究cpu需要的各种模块，比如乘法器、除法器、加法器、译码器、编码器、数据选择器、触发器、锁存器、计数器、移位寄存器、储存器、放大器、模拟数字转换器、数字模拟转换器等等。

所有运算都是加法器实现的，加法器是计算机真正的基石，计算机一切的计算能力，都是由加法器实现的。

设计cpu首先就要设计a，也就是设计加法器，计算机内部的加法器有全加器、纹波进位加法器、超前进位加法器。

一个全加器只能进行一位二进制的加法，有了全加器以后，就能做多位二进制数的加法了，只要把多个全加器的输入和输出连起来，就像可以实现多位的加法。

纹波进位加法器就是一个把许多个全加器串联起来的加法器，它能进行多位数的加法运算。

但这种加法器有种缺陷，就是bit位运算太慢，每个bit位的计算都要等到上个bit的运算结束后才能进行运算，导致如果运算位数非常之多的话，整个加法器运算会非常缓慢，所以纹波进位加法器只能做bit位较少的加法计算。

如果要进行bit位较多的加法计算，就要设计超前进位加法器，这种加法器不需要等上一位的运算结束，而是直接就可以通过布尔运算得出当前位的值，而计算的方式是利用硬件计算。

所以超前进位加法器也有缺陷，因为要利用硬件进行布尔运算，位数越多电路就越复杂，这样不仅运算会变慢，成本也会变高。

而用硬件进行布尔运算也需要用到加法器，所以超前进位加法器也是由全加法器实现的，只不过拥有更多的全加器，构成了超前进位全加器。

这样布尔运算模块和超前进位加法器互相包含，构成了极为复杂的结构。

但是不管怎么复杂，只要设计成功，以后就可以直接拿来用，不用再次分析和设计。

除了加法器之外还有减法，乘法，除法，等等，这是cpu必须的。

cpu要进行复杂的运算，需要利用数值计算方法的原理，或是将各种数学函数变换变为只有加减乘除的多项式，或是使用迭代的方式计算，或是近似计算等等，这又是一个新的数学领域。