cpu简介，认识cpu

source：油管，硬件茶摊，第00期，带你认识cpu

从mosfet到逻辑门到运算单元到存储单元，以及时钟同步方面一一介绍。

1.MOSFET

mosfet，金属氧化物半导体场效应晶体管，简单来说就是根据不同原子捕捉电子能力不同来形成高低电差形成电流。这就是区分导体和绝缘体的方式，而半导体就是介于两者之前的一种材料。

硅，很多硅原子组成的硅晶片，具有非常稳定的性质，就是说电子不容易移动（具体是为什么请百度），而加入少量磷元素，那么其整体就会变得活跃从而容易导电。

参杂不同材料的硅晶体，具有不同的导电性质，分为N型参杂和P型参杂（具体请百度），一块硅晶体里既有N型和P型两种不同的参杂，那么他就是一个pn结。N型游离电子较多，P型具有的电子空位较多，电子就会从N区扩散到P区，这时候N区域失去大部分游离电子所以显正电性，而P区得到游离电子所以显示为负电性，这时候呈现的是一个从正电性指向负电性的区域的电场，两者出现“矛盾”的区域，就是耗尽层。如果外界给这个电场相同或相反的电压，就会扩大这种性质，也就说可以扩大他的导电性或者加大耗尽区域从而使其不导电。

这就是二极管，电流可以从P流向N，但是无法从N流向P。根据这个原理就有了NMOS和PMOS（两者性质不同），然后组装电路，这样就能得到一个由电压控制的逻辑门。

我们将逻辑们组成，就可以得到一个运算单元以及其他各种储存单元。

2.逻辑门

有关逻辑门的知识和电路电学知识息息相关，这里略过（我不懂

3.cpu如何计算加法

日常使用的是十进制，而计算机里通用的是二进制，无论十进制或是二进制相加，都有本位和数和进位的概念，本位和数Sum记为S，进位Carry记c。

只看本位的话，二进制加法的规律和异或逻辑一样，而进位的逻辑符合与门逻辑。在逻辑电路里，使用一个与门和异或门构成的一个组合就是半加法器，可以计算一位二进制加法，若要计算多为进位加法，需要跟多的输入空间和逻辑门，这里的组成就稍微辅助不过多赘述。

这里对电路的加法器或其他各种运算器，请自行百度。

待续？

目前博主这个系列结束于第六期，对我来说比较乏味，跟多的是讲述cpu的运作原理，后面我看能否添加cpu其他知识。