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第27章 运算器原理（第2页）

王猛觉得有点难记，拿出手机记录着叶枫说的内容。

叶枫看他记录完继续说道：“我们计算用的是十进制，但计算机用电只能表示两个值，即0和1。

我们进位是个十百千万，计算机进位是2、4、8、16，即2的几次方来进位。

比如计算加法，计算机需要用到两个异或门和三个与非门。”

“输入有输入甲，和输入乙，和进位丙。

举个简单例子，我们计算一个1加1，我们要考虑这两数字加完后本位写什么，和是否进位，以及第一级是否有进位。”

“本位计算是将两个输入信号输入异或门，刚刚讲过相同即为0，那么这个值再与进位输入到另一个异或门，这里算1加1，没有低一级的计算，所以进位输入为0，刚刚的结果是0和这个进位0输入道异或门结果还是0，那么右边第一位数字为0。

相当于我们个位为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，有人可能会觉得这里应该用非门，这样会造成一个错误比如三个输入都为1的时候结果就错了。”

“这个结果0先放一边，我们再用输入甲和乙通过异或门后的输出结果0，和进位丙的0输入到与非门，得到输出结果1，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，那么结果就是1，所以下一位的进位项丁就是1，下一位的两个输入戊和己都是0。”

“再次进行刚才的计算，戊和己输入到异或门，输出就是0，与进位丁输入到异或门结果就是1，所以有数第二位写数字1。”

“这时其实结果已经有了就二进制10表示的是十进制数字2，但计算机会继续接下来的计算，戊和己输入达到与非门结果是1，输出结果1同样先放一边，戊和己输入到异或门输出的结果0和进位丁的1放入与非门得到结果1，与之前放在一边的结果1一起输入到与非门得到结果0。”

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？这要是算个三位数的加减法就要几万人吧。”

叶枫微笑着道：“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。

几万人掰手指算都比你快。

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有太大的优势。”

“计算机运算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，但没有瓶颈的时候在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，如果是双车道的路就刚刚好，三车道的路没有任何意义，哪怕是一百车道但你货物和同时发出的车就两辆，都是没有任何意义的。”

王猛点了点头道：“那么说你发明的光总线计算机没啥用了？”

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