CPU原理简介（cpu原理结构图）

这是一个计算机最简单的构成，其中最核心的部件一个是cpu，一个是内存，其他都可以称为外设（USB、显卡、磁盘控制器、网卡驱动）。

cpu内部有一个部件叫ALU（数据逻辑单元）是用来做计算的，寄存器用来存数据的，pc（程序计数器）用来存指令。

比如计算3+5，pc记录了执行到第几条指令了，数据3、5存储在寄存器，由ALU来计算，加完了之后存储到内存中或存储到另外一个寄存器。

计算机最终的组成是由数字电路组成，

合上开关，电路联通，灯泡就会亮。假设用2个信号表示一个字符，

2个信号只能表示4个字符，如果想表示更多的字符，就要增加信号的宽度，

3个信号的组合可以表示8个字。

多少个信号，就可以表示2的多少次方个字符，这个就是字符编码。

中文日常交流常用的汉字有4000多个，康熙字典中记录了所有的汉字47000个，多少个信号可以代表所有的汉字，2的16次方65536，用一个16位的字符集就可以代表中国所有的汉字。

字符编码代表到底这个码代表什么字符，比如0011表示我，不同的字符编码表示同样的一个我字对应的编码是不一样的，比如在一个字符中用0200表示，在另外一种字符中用2929表示；而乱码表示编解码用的编码方式不一样，比如用GBK编码，用UTF-8解码，就会乱码即用来解析的码表和encode编码的码表不一样，就会乱码。

• 与门电路

在这个电路中其中有一个断开整个就是断开的，

所有都联通才是联通状态，如果用二进制的概念表示，

0表示断开（不通），1表示联通，所有为1才为1，对应着与门电路，

• 或门电路

此电路有两个以上输入端,一个输出端；只要有一个或几个输入端是 “1”,或门的输出即为 “1”；而只有所有输入端为 “0”时,输出才为 “0”。

• 非门电路

输入端和输出端的电平状态总是相反的。

• 或非

当任一输入端(或多端)为高电平（逻辑“1”）时，输出就是低电平（逻辑“0”）；只有当所有输入端都是低电平（逻辑“0”）时，输出才是高电平（逻辑“1”）。

• 异或

当两个逻辑自变量取值相异时，函数为1;反之，当自变量取值相同时，函数为0；或者说：当两个输入信号相异时有输出，而相同时没有输出。

在异或门和或非门基础上人们发明了加法器，

这个加法器是对1位进行相加，计算8位的话，就是把加法器用新的电路串联起来，

当有了加法之后，所谓的ALU就出现了，只要能计算加法，其他所有的运算都能够计算了。

减法可以用二进制的补码完成，乘法可以用加法计算，除法可以用减法计算，所以最终所有的东西都可以用加法计算。

这是面包板可以用来模拟电路，往上面插二极管和三极管，插上去之后，各个灯角就互相连通了。

这个里面的输入作为那个里面的输出，这个里面的输出作为那个里面的输入，这样就可以做一些简单的电路实验。

当有了算法逻辑单元之后，整个计算的构成还需要其他的电路，比如时钟信号电路，一个是为了计时，再一个会不断的刷新电路，每刷一步电路就往前进一步做一个计算，因为到最后的时候，你会发现所有的计算都需要一个控制电路，控制电路必须一会联通，一会断开，每通一次整个的计算才会往前进一步。

3+5最终怎么计算得到8的？通一次电，计算才往前走一步，所以需要一个时钟电路，时钟电路需要电池信号，线圈一通电就会产生磁场，磁场把开关断下来，断下来之后就不通了，不通了之后，电池没电了，开关闭合，电流又通了，这样来回来去的。

后面就发明了锁存器，总而言之用更深的电路实现一个锁存器，锁存器的作用是不管控制端输入一个什么，最终这里的输出会保存下来即只要最终的电是通的，就会保存下来，这个就是内存或寄存器。

把数字存在这里，不可能说通一次电流，数字就变了，只要不对它进行写的操作，只要不覆盖了，它就一直存在这，这个在电路上的名称叫锁存器。

有了1位锁存器，就会产生8位的，

1024位的，

所以最终就会发现可以完完全全用一个电路来记录地址，用另外一个电路记录数据，再通过一个控制信号把它写到锁存器当中。

结果整个内部程序就会变成，我有一个地址，地址上记录了哪个数据，就可以完全的把它记录下来。

当然最终还是要写程序实现程序的自动化，这个过程只要不断的用时钟信号去修改它的控制端，它就会一步一步的往前走，先加第一位，再加第二位，再加第三位...

cup中的寄存器就是锁存器，里面记录了计算需要的数据；程序计数器就是地址，计算到哪一行、哪个地址了，往前推进一下，地址就往下加1；ALU是用来计算的电路即加法器。