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计算机来自底层的仰望——小方块是怎么运算的

2020-03-13 09:20 作者:Iammyself001  | 我要投稿

相信大家看完上一篇的讲解已经明白了计算机是怎么表示数字的,今天我们来研究一下那个小方块是怎么运算的。

首先,我们可以肯定一件事就是一堆铁丝、铁片是不会算数的,否则那你可能是在梦里看见的。所以,我们先回顾一下我们小学的时候是怎么算数学题的。我们这里举个例子。


按照我们小的时候背的口诀表,我们知道8+9是要进1,18的1在落下来的时候还要加上这个进位,所以结果是2(我还记得我在小学的时候,老师跟我说为了不忘记进位,还要在9前面做一个小标记1)。

尽管十进制的运算对我们来说很轻松(尤其是在买菜的时候),但是,我们不能停留在这里,我们看下面的问题


尽管你知道运算规则,但是我保证你第一次看到这东西的时候也会感觉这是天书一样的东西。

不要紧,我给大家做一下翻译 18+10=?,这回答案你是不是知道了,在按照上次讲的十进制与二进制转换,你看一下结果等于几?然后,在试一下直接二进制运算结果是不是相等。

为了让大家思考一下,我故意这样给出答案(有点像小时候看脑筋急转弯的答案一样)

是不是很神奇,这就是数学有意思的地方——条条大路通罗马,如果你还是不放心,可以自己多找几个数自己试一下(毕竟实践是检验真理的唯一标准(`・ω・´))

从全加器到加法机

我们管他叫全加器,但是他只能计算一位数(要么个位,要么百位),我相信后很多人看到这里会有疑惑。全加器,莫非还有半加器?

没错,的确有这个东西,这个半加器和全加器长的差不多,就是没有Ci那根线,也就是说,他只管算本位的值,不管上一位到底产没产生进位。

接下来,我们利用这个加法器制造一个加法机


原理图相信大家会明白的,讲到这里我相信大家一定明白了,为什么计算机要用那么别扭的二进制表示,想想前几天你刚刚点开这篇文章的时候,你可能对电子工程学还不是很了解,但是,你现在就可以看懂这么复杂的电路了,是不是值得庆祝一下(正好抗疫情马上要结束了,终于可以外出欣赏风景了)。

但是,我们要是感觉这样就满足的话,会不会有一种浅尝辄止的感觉,如果,你要深入理解里面到底是怎么工作的,且听下回分解。

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