计算机是怎么将机器码转换成物理电路的逻辑的？

brybaby

2024-11-04T16:21:53+00:00

最近看各种高级语言低级语言，最终都要编译成为二进制的0/1机器码，可是这离最终的物理执行还差了一步。关键就是比如MOV A B这种代码被编译成为了01机器码之后，是怎么产生物理层面的电路逻辑的？
难道一个无生命的电路逻辑能够“看懂”机器码的意义然后自行执行到物理电路上？如果不是，计算机是怎么理解01机器码并执行到物理层面的电路上的呢？

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我学过模拟电路和数字电路基础，也知道半导体逻辑门，也知道3.3V和1.7(0.7？V)代表的高低电平和0/1之间的对应关系……

我只是想有没有人能通俗的讲一下，计算机是怎么把机器码0100101001变成物理过程的……毕竟一堆01000101001是怎么样让计算机自主地实现了MOV A
B？这样的逻辑呢，为什么不是0100101是MOV A B呢？计算机是怎么知道一堆不同的01要来执行的不同物理过程的呢？有没有人可以简单的概括一下，我想不通……

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我现在甚至都不知道为什么我按下了Run/Debug这个按钮，计算机就会执行这条语句，为什么？它中间发生了什么？怎么从信息变成实际处理的物理过程的，中间发生了什么？

catfoosh

eda，你值的拥有

lemoncrypto

《计算机组成原理》
大一必修课

bumsniffer13

建议从与或非门学起

SpyderxProdigy

我自己大致的理解就是关键字替换，这个关键字的集合就是指令集。具体执行基本就是逻辑电路了，逻辑电路应该是死的

ꁝꋬ꒯ꏂꇙ

最根源是靠半导体高低电平区分的。

Mera

半导体这名字细想。

Tylor

编码器，译码器，选择器，全加器，存储器，都是门电路实现的，建议玩玩steam上的图灵完备，自己手搓一个cpu试试

Toxxxic

买本计组和计原解答你的所有疑问
有译码器的
上本科的时候实验设计cpu

chronix

数字电路基础，好像是大一学的

Debarshi

语言调用指令寄存器里面存好的指令，指令寄存器出来的电信号通过mos管控制电路

Chuckles

+ by [开水瓶2016] (undefined)

最近看各种高级语言低级语言，最终都要编译成为二进制的0/1机器码，可是这离最终的物理执行还差了一步。关键就是比如MOV A B这种代码被编译成为了01机器码之后，是怎么产生物理层面的电路逻辑的？
难道一个无生命的电路逻辑能够“看懂”机器码的意义然后自行执行到物理电路上？如果不是，计算机是怎么理解01机器码比执行到物理层面的电路上的呢？

你不要认为计算机是通过理解你代码的逻辑来实现功能的，本质上是把你的代码抽象成一系列数学和逻辑运算，计算机只是完成加减乘除与或非这些功能算出一个结果，毕竟是“计算”机嘛，从这个角度讲其实也就是高级点的算盘。而如何实现数学及逻辑计算的电路，这个需要补充数字/模拟电路知识，更深入的还有集成电路方面的知识

raggyshakes

用模拟电路做计算就明白了。

brybaby

+ by [緋色十字军] (undefined)

编码器，译码器，选择器，全加器，存储器，都是门电路实现的，建议玩玩steam上的图灵完备，自己手搓一个cpu试试

这是个游戏吗？我都没听说过

Noway630

前端解码器会把这段机器码解码成后端解码器看得懂的东西。然后就有很多种做法了，像这种mov可以被转成addi x1, x2, 0, 或者add x1, x0, x2来节约后端解码器空间。至于add到了后端计算单元就很简单了，从寄存器读出来写回去就完了。
如果你想再优化一般是可以在renamer 直接把x1 rename到x2的同一个物理寄存器上。这样后端甚至什么都不需要执行。这个东西前面楼上的书如果没有讲到乱序执行应该是不会提的。

badkeyboard944

可以去学一下数字电路，然后在fpga上实现一个riscv cpu，你说的这些基本就都懂了(就是过程有亿点长，难度有亿点高)

BlackMustang

在最初的CPU中，这个不需要转。它直接就是对应线路的开关信号。

当然现代CPU早就不这么干了。

Multi

看下ALU的实现逻辑，再看下PC寄存器

Noway630

解码器在硬件语言层面上是一个巨大的 if -- 当然放到实际画图纸了一般会抽象成更直接的电路。简单来说这个if长得就像如果opcode = 114514abcd，告诉renamer src1 = x2, dest = x1，op = add, 然后再由renamer负责告诉后端具体是哪个物理寄存器。后端负责从物理寄存器读数据，运算，再写回去

brybaby

+ by [Jason0037] (undefined)

用模拟电路做计算就明白了。

是用直接用吧数字电路吧，但是对于数字电路我可以直接给输入高低电平来模拟，而计算机是机器码，那计算机怎么知道我那一堆机器码要怎么给电平？就是把信息变成物理过程是怎么实现的？一个是信息，一个是物理过程，难道计算机也是硅基生命，读懂了机器码的意义再自动给自己高低电平的？

6岁的小孩子怎么讲这个应用题啊，明明是10以内的计算，却怎么也讲不明白计算机的电路是怎么认识并识别二进制代码的？北漂的计算机老哥都是怎么打算的？ [水一帖] 计算机里的M是怎么被翻译成兆的？ [水一帖]计算机，网络这个“虚拟世界”是怎么从无到有发展起来的? 计系大学生相关，你们的计算机组成原理都是怎么学的？我真不知道给大学生学计算机的推荐Mac是怎么想的，生产力? 请问各位，想搞一个计算机的中级软考，一般是怎么搞呢？不是92毕业、不是公务员、没读计算机金融医科的人是怎么谈恋爱的？

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