Карта процесора до схеми

Я розробник програмного забезпечення (використовую мови високого рівня, такі як .NET, C, C ++ тощо), намагаючись зрозуміти, як працюють комп'ютери на нижчому рівні.

Я знайомий з цією схемою:

Я намагаюся отримати високий рівень розуміння того, як діаграма у посиланні відображається до такої схеми:

Наприклад, подивіться на заяву про мову складання:

ADD 1,2

Я намагаюся зрозуміти, як процесор видає "3" як вихід. Я усвідомлюю, що на це питання може бути важко відповісти простими словами. Якщо так, то допоможе посилання, можливо, на книгу.

Проблема полягає в тому, що для того, щоб зрозуміти, як комп'ютер потрапляє на 1 + 2 = 3, ви повинні розуміти приблизно на 2 рівні глибше, ніж ви пройшли.

Приблизно такий комп'ютер організований (з точки зору галузей дослідження), як цей, від найвищого рівня абстракції до найбільш фізичної реальності:

1. Програмне забезпечення
2. Віртуальна машина
3. Операційна система
4. BIOS
5. Вбудовані системи
6. Блоки IP (підрозділи / периферія)
7. Логічні блоки
8. Ворота-рівень
9. Рівень транзистора
10. Напівпровідники
11. Фізика приладів

Щоб правильно зрозуміти, чому комп’ютер може виробляти 2 + 1 = 3, спершу потрібно вирішити, що ви готові прийняти "на віру" і в що ви не повірите, поки не інтерналізуєте це. Ця інформація буде на рівні два нижче того, що ви розумієте. Отже, якщо ви хочете зрозуміти схему суматора на логічному рівні, вам потрібно буде зрозуміти основи "цифрових" транзисторів (зокрема CMOS).

Використовуючи свій попередній сайт як приклад, розгляньте цей ресурс . У ньому обговорюється "повне приєднання" - мінімальна цілком загальна схема, здатна додавати / віднімати, включаючи перенесення та перенесення.

Вам також потрібно буде зрозуміти, як представлені числа в додатку 2 (система числення, яка використовується в сучасних комп’ютерах для цілої арифметики).

Якщо ви дійсно хочете вступного курсу світового класу, я не можу рекомендувати професора Скотта Уілла з Georgia Tech досить високо. Він минув рік від раку, але його перебіг живе далі . Клас Georgia Tech ECE2030 (вступ до комп'ютерної інженерії) має свою книгу з текстами та вправи в Інтернеті.

Удачі!

Мені довелося навчитися тому ж у університеті, і ми використали книгу « Організація та дизайн комп’ютерів», яка була дуже докладною (але, можливо, вона занадто детальна для ваших потреб).

Паттерсон і Хеннесі використали якийсь "простий" MIPS-процесор і показали всю функцію процесора з деяким зразком коду в Assembler.

Взагалі, я думаю, що було б чудовою ідеєю взяти якийсь «простий» процесор (Arduino чи так далі) і спробувати зрозуміти там функцію, тому що відмінності від цього до більш складних більше в тому, наскільки великі реалізовані коди інструкцій.

PS Може бути, корисний буде елементарний мікропроцесор від Google Code. Це мікропроцесор, модельований на Java.

Безкоштовна книга, як працюють комп’ютери - процесор і основна пам'ять від Роджера Янг відповість на ваше запитання, вона використовує реле замість транзисторів для кращого розуміння.

Я знайшов мою відповідь тут . Це огляд високого рівня процесу додавання чисел.