第九课_CPU是如何计算2+3的

前言

这节课的内容可能比较难理解，能看懂的就看，看不懂的可以忽略，之所以写这个，是想引出寄存器、数据宽度的概念。还有就是理解一下底层硬件的运行逻辑。

通过前一课的学习，应该比较了解与、或、非、异或等的逻辑运算了。那CPU的如何利用这些逻辑运算进行加法运算的呢，看下面的讲解。（可能有讲得不太准确的地方，欢迎指出）。

CPU要计算2 + 3，首先就要把2和3传给CPU，CPU也需要容器保存这两个数据，这里所说的容器就是CPU的寄存器（记住这寄存器，后面讲汇编的时候详细讲），如果不好理解寄存器，那就把寄存器理解成一个装水的杯子。

第一步：CPU把2和3分别放到X杯子（寄存器）、Y杯子（寄存器）里。然后进行异或运算，得到的结果放到另一个R杯子（寄存器）。

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第二步：判断运算是否结束。流程是这样的，先把X杯子、Y杯子中的数进行逻辑与运算，得到的结果再进行左移一位。

如果左移的结果是0，则说明计算结束，杯子R（寄存器）中的数据就是运算的结果。

如果左移的结果不是0，说明计算没有结束。那么就把杯子R中的数据复制到杯子X中，把左移的结果放到Y杯子中，然后继续重复步骤一的方法继续计算。 

第三步：因为第二步中判断到运算没有结束，再进行异或运算，把运算的结果保存到杯子R中。

第四步：判断运算是否结束：先进行逻辑与运算，然后把运算的结束进行左移，左移的结束刚好是0，说明运算结束，则杯子R中的数据0101（即十进制的5）就是2+3的运算结果。

什么是左移运算？二进制数，每一位数都向左移动，左边移出的位就舍去，左移后右边如果有空位，则补0。

有人会问为什么这样计算的？这可不好答，因为这些都是前辈们弄出来的，本id只是用自己的话描述一下而已。不过这种算法真的很巧妙，必须佩服那些为计算机事业作出巨大贡献的老前辈们。

好了，如果能理解上面的算法。大家可以测试一下其他数据的加法。

最后如果大家想实现2-3，CPU又是如何运算的呢，减法也是使用上面的算法，不过这涉及到数据宽度的问题。数据宽度下节课再讲，这可能牵扯到大学的反码、补码，可能会颠覆一些大学里的看法。敬请期待。

写于2020.3.8 22：31