แมปโปรเซสเซอร์กับแผนภาพวงจร

ฉันเป็นนักพัฒนาซอฟต์แวร์ (ใช้ภาษาระดับสูงเช่น. NET, C, C ++ ฯลฯ ) พยายามเข้าใจว่าคอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไรในระดับที่ต่ำกว่า

ฉันมีความสุขกับแผนภาพนี้:

ฉันพยายามที่จะเข้าใจอย่างถ่องแท้ในระดับสูงว่าไดอะแกรมในลิงค์แมปไปยังไดอะแกรมวงจรดังนี้:

ตัวอย่างเช่นดูคำสั่งภาษาแอสเซมบลี:

ADD 1,2

ฉันพยายามที่จะเข้าใจว่าโปรเซสเซอร์สร้าง '3' เป็นผลลัพธ์ได้อย่างไร ฉันรู้ว่าคำถามนี้อาจตอบยากในแง่ง่าย ถ้าเป็นเช่นนั้นลิงก์อาจช่วยหนังสือได้

ปัญหาคือเพื่อให้เข้าใจว่าคอมพิวเตอร์ได้รับถึง 1 + 2 = 3 คุณจะต้องเข้าใจลึกกว่าระดับที่คุณไปประมาณ 2 ระดับ

คอมพิวเตอร์มีการจัดระเบียบอย่างคร่าวๆ (ในแง่ของสาขาวิชา) เช่นนี้ตั้งแต่ระดับสูงสุดของนามธรรมจนถึงความเป็นจริงทางกายภาพที่สุด:

1. แอพพลิเคชั่นซอฟต์แวร์
2. เครื่องเสมือน
3. ระบบปฏิบัติการ
4. ไบออส
5. ระบบฝังตัว
6. IP Blocks (หน่วยย่อย / อุปกรณ์ต่อพ่วง)
7. บล็อกตรรกะ
8. ประตูระดับ
9. ระดับทรานซิสเตอร์
10. Semicoductors
11. อุปกรณ์ฟิสิกส์

เพื่อให้เข้าใจได้อย่างถูกต้องว่าเหตุใดคอมพิวเตอร์จึงสามารถผลิต 2 + 1 = 3 คุณต้องตัดสินใจก่อนว่าคุณยินดีที่จะยอมรับ "กับศรัทธา" และสิ่งใดที่คุณจะไม่เชื่อจนกว่าคุณจะนำมาใช้ภายใน ข้อมูลนั้นจะอยู่ที่ระดับสองด้านล่างสิ่งที่คุณเข้าใจ ดังนั้นหากคุณต้องการเข้าใจวงจรบวกในระดับตรรกะคุณจะต้องเข้าใจพื้นฐานของทรานซิสเตอร์ "ดิจิตอล" (เฉพาะ CMOS)

ใช้เว็บไซต์ก่อนหน้าของคุณเป็นตัวอย่างพิจารณาทรัพยากรนี้ มันกล่าวถึง "เต็ม Adder" - วงจรวัตถุประสงค์ขั้นต่ำที่สมบูรณ์แบบทั่วไปที่สามารถเพิ่ม / ลบรวมถึงการดำเนินการเข้าและออก

คุณจะต้องเข้าใจวิธีการแสดงตัวเลขในส่วนเติมเต็มของ 2 (ระบบตัวเลขที่ใช้ในคอมพิวเตอร์สมัยใหม่สำหรับเลขจำนวนเต็ม)

หากคุณต้องการหลักสูตรเบื้องต้นระดับโลกฉันไม่สามารถแนะนำศาสตราจารย์ Scott Wills ที่ Georgia Tech ได้สูงพอ เขาได้ผ่านไปปีที่ผ่านมาของโรคมะเร็ง แต่ชีวิตของเขาในสนาม Georgia Tech ECE2030 (วิศวกรรมคอมพิวเตอร์เบื้องต้น) มีหนังสือเรียนและแบบฝึกหัดออนไลน์ทั้งหมด

โชคดี!

ฉันต้องเรียนแบบเดียวกันในมหาวิทยาลัยและเราใช้หนังสือการจัดระเบียบและการออกแบบคอมพิวเตอร์ ซึ่งมีรายละเอียดมาก (แต่บางทีมันอาจจะละเอียดเกินไปสำหรับความต้องการของคุณ)

Patterson และ Hennesy ใช้ตัวประมวลผล MIPS "แบบง่าย" บางตัวและแสดงฟังก์ชันทั้งหมดของ CPU พร้อมโค้ดตัวอย่างบางส่วนใน Assembler

โดยทั่วไปฉันคิดว่ามันเป็นความคิดที่ดีที่จะใช้ตัวประมวลผล "แบบง่าย" (Arduino หรือมากกว่านั้น) และพยายามเข้าใจฟังก์ชั่นที่นั่นเพราะความแตกต่างจากสิ่งนั้นกับสิ่งที่ซับซ้อนยิ่งกว่านั้น

ป.ล. บางทีไมโครโปรเซสเซอร์ระดับต้นจาก Google Code น่าจะมีประโยชน์ มันเป็นไมโครโปรเซสเซอร์จำลองใน Java

หนังสือฟรีวิธีที่คอมพิวเตอร์ทำงาน - โปรเซสเซอร์และหน่วยความจำหลักโดย Roger Young จะตอบคำถามของคุณมันใช้รีเลย์แทนทรานซิสเตอร์เพื่อความเข้าใจที่ดีขึ้น

ผมพบว่าคำตอบของฉันที่นี่ เป็นภาพรวมระดับสูงของกระบวนการเพิ่มตัวเลข