16、深入了解算术逻辑单元（ALU）

深入了解算术逻辑单元（ALU）

1. 计算机的组成部分

现代计算机由众多组件构成，大致可分为三类：
- 内存
- 中央处理器（CPU）
- 输入输出（I/O）设备，常被称为外设

内存用于存储代码和数据，代码即存储在内存中的指令代码，而数据则包含文本、图片、音乐、电影等一切可以用 0 和 1 表示的内容。

计算机的 I/O 设备因计算机的类型而异。台式计算机常见的 I/O 设备有视频显示器、键盘、鼠标和打印机；笔记本电脑可能用触摸板替代鼠标；手机则将多种功能集成在一个屏幕上。此外，所有计算机都有大容量存储设备，如台式机的硬盘、笔记本的固态硬盘（SSD）、手机的闪存，还可通过 U 盘等外部存储设备扩展。还有一些不太明显的 I/O 设备，如播放声音和音乐的电路、通过以太网或 Wi-Fi 连接互联网的电路、接收全球定位系统（GPS）信号的电路，以及检测重力和运动的设备等。

2. CPU 简介

CPU 有时被称为计算机的“心脏”“灵魂”或“大脑”。它类似于之前提到的三字节累加器，但能响应更多不同的代码，因此功能更为强大。

这里要构建的 CPU 是 8 位的，主要处理字节，但能寻址 64K 的随机访问内存，这需要 16 位（2 字节）的内存地址。所以，它在一定程度上也能处理 16 位的值。随着技术发展，从 8 位 CPU 到 16 位、32 位和 64 位 CPU，这些更先进的 CPU 并非能处理不同类型的任务，而是处理速度更快。例如，在解码电影数据时，8 位 CPU 虽能完成处理，但速度可能过慢，无法以正常速度播放电影。

3. 指令代码与程序示例

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