CPU工作原理经典
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2012-04-26
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CPU 的原始工作模式
在了解 CPU 工作原理之前，我们先简单谈谈 CPU 是如何生产出来的。CPU
是在特别纯净的硅材料上制造的。一个 CPU 芯片包含上百万个精巧的晶体管。
人们在一块指甲盖大小的硅片上，用化学的方法蚀刻或光刻出晶体管。因此，
从这个意义上说，CPU 正是由晶体管组合而成的。简单而言，晶体管就是微型
电子开关，它们是构建 CPU 的基石，你可以把一个晶体管当作一个电灯开关，
它们有个操作位，分别代表两种状态:ON(开)和 OFF(关)。这一开一关就相当于
晶体管的连通与断开，而这两种状态正好与二进制中的基础状态“0”和“1”对应！
这样，计算机就具备了处理信息的能力。
但你不要以为，只有简单的“0”和“1”两种状态的晶体管的原理很简单，其实
它们的发展是经过科学家们多年的辛苦研究得来的。在晶体管之前，计算机依
靠速度缓慢、低效率的真空电子管和机械开关来处理信息。后来，科研人员把
两个晶体管放置到一个硅晶体中，这样便创作出第一个集成电路，再后来才有
了微处理器。
看到这里，你一定想知道，晶体管是如何利用“0”和“1”这两种电子信号来执
行指令和处理数据的呢？其实，所有电子设备都有自己的电路和开关，电子在
电路中流动或断开，完全由开关来控制，如果你将开关设置为 OFF，电子将停
止流动，如果你再将其设置为 ON，电子又会继续流动。晶体管的这种 ON 与
OFF 的切换只由电子信号控制，我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样，
晶体管的 ON 状态用“1”来表示，而 OFF 状态则用“0”来表示，就可以组成最简
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