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第28章 计算器原理

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“计算机计算1+1的过程需要用到两个异或门和三个与非门。”

“本位计算是将两个输入信号输入到异或门,输入信号相同即为0。”

“将结果再与进位输入到另一个异或门,这是个位没有低一级的进位,所以进位输入为0。与刚刚第一个异或门结果0,第二个输入到异或门,结果还是0。”

“那么确定第一位数字为0,就是个位为0。”

“接下来判断是否进位,将1加1输入到与非门输出结果为0。”

“这个结果0先放一边,我们再将最先异或门的输出结果0,与进位项输入到与非门,之前说过这是个位没有低一级进位,所以进位值是0,所以得到输出结果1。”

“然后再将结果1与之前放一边的输出结果0,一同输入到一个与非门,得到结果1,所以下一位的进位项就是1。”

“因为计算的是1+1,没有下一位,所以下一位的两个输入值都是0,与进位结果1一起输入到异或门,结果是1。”

“所以第二位数字为1。这时已经有了结果,就二进制10,换成十进制数字就是2。”

“但计算机还会继续计算,再次进行上面的结果确认,得到没有更高进位项才会停止。”

王猛一脸惊讶的看着叶枫道:“算了这么久就算一个1加1等于2?要是算个三位数的加减法至少要几万人吧。”

叶枫微笑着道:“算个三位数的加法够干啥的?天文学上用到的数据都是亿为单位的。你算算需要几亿人能算?”

王猛尴尬的问道:“那几千万人肯定算不了这个数吧?”

叶枫道:“可能你教几千人几年数学,再让他们帮你算,都要比你这快得多。或者几万人掰手指算也可以。”

“如果是我,我就做一些机械计算器来算,或者做一些算盘出来也比这种方式要快得多,因为十进制比起二进制来有太大的优势。”

“计算机运算速度跟不上需求速度,就是因为这种计算方式。这好比一个小孩只会个位为单位的计算,十以内的对他来说很容易。”

“但让他计算一万加一万的时候,他的计算过程是两万根手指一共有多少个十,他是通过一个一个数出来的,他的认知一万是十个十个十个十。”

“如果我们教会他万为单位,那么他的计算速度就是伸出两根手指,两万。”叶枫同时伸出两根手指,

“所以要提高计算机的运算速度是优化算法,这是一个数学问题。”

“总线的传输速度只影响计算器运算器之间的数据交换,有瓶颈的时候会影响运算速度,但没有瓶颈的时候,即便有再宽的总线带宽也无济于事。”

“这好比你就十吨货物,你有两辆可以拉五吨货物的卡车。如果路只有一车道,那么是瓶颈,如果是双车道就刚刚好,三车道没有任何意义。”

“哪怕是一百车道,但你同时发出的车就两辆,所以再宽的路也没有任何意义。”

王猛点了点头道:“那么说,你发明的光总线计算机没啥用了?”

叶枫白了他一眼道:“那叫智能光总线计算机。关键在于智能。他与传统的总线不同,传统总线只负责一台电脑内的运算器和寄存器之间的数据传输。”

“而我的智能总线计算机是突破单台电脑限制,串联所有运算器和寄存器等设备。”

“计算机不是通过网络互联,而是通过智能总线,将每个个人使用的输入输出设备和其他运算器、寄存器和存储器相连。最终可以让全世界共用一台电脑。”

“而可以同时利用多个不同类型和不同运算能力的运算器的算力,共同做一件或多件事情。可以说这是电脑的2.0版。”

王猛一脸茫然,然后似懂非懂的点头道:“哦,反正就是光速也没用,和计算无关。”

叶枫摇摇头道:“算了,别想这些了,有想这些的时间,还不如想想中午吃什么。来,给你一个尝尝我的手艺的机会。”

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