HW3--電腦基礎數學

請說明電腦是如何處理運算的呢?(300-500字以內,請精簡說明。)

這題的意思,主要是問電腦如何處理運算,那麼同學都知道ALU是負責處理運算的單元,
所以,你只要去找ALU是如何處理運算的過程,同學可以利用"google"或"yahoo的知識"
打上你想要搜查的"關鍵字",應該就有很多資料可以參考了。
(如何在茫茫大海中找到有用的資訊,與同學打的"關鍵字"有很大的關係)
加油,在找資料的過程中,一定要把這些資料經過自己思考整理成有用的資訊再交上來。
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  • a631028
  • ⊙﹏⊙!

    輸入部門:
    負責將資料、使用者的指令送入電腦的部門叫做輸入部門。就像人類用眼睛來看、用鼻子來聞、用耳朵去聽、用嘴巴去嚐、用手去觸摸一樣,以蒐集外界環境的資訊。資料或指令可以藉由不同的輸入設備進入電腦,如鍵盤可以輸入指令、數字或文字,滑鼠可以操作圖形指令或繪圖,磁碟機可以讀取磁碟中的資料,數據機可以接收遠方傳來的資料,而最新的手寫辨識、語音輸入環境,更可以讓我們快速又隨心的輸入資料。因此,輸入部門可以說是資料進入電腦的第一線,由輸入部門送入電腦的資料,就可以進行資料的處理了。

    記憶部門:
    負責儲存資料、檔案、程式的部門稱做記憶部門,如同人類的腦細胞一樣,可以記憶許多東西,但他們的容量是有限的。主記憶體又分成唯讀記憶體和隨機存取記憶體,唯讀記憶體是用來儲存啟動電腦所必備的程式資料,將程式固定燒錄在唯讀記憶體內,只能讀出無法寫入,不會因關閉電源而消失資料。隨機存取記憶體記憶著電腦運作中的程式資料,這些程式資料隨機存取在隨機存取記憶體內,能讀出也能寫入,若沒有存檔,資料會隨著關閉電腦電源而消失掉。所以在記憶部門中,儲存的資料隨時準備好做處理。

    運算邏輯部門:
    是負責處理電腦數字或邏輯關係演算部門,是可以執行數學運算、邏輯運算和比較判斷的部門。當資料由輸入部門輸入到主記憶體後,電腦會將需要執行數學運算或邏輯判斷的資料送到運算邏輯部門處理,最後再將結果存回主記憶體。

    控制部門:
    主要負責電腦的輸入、輸出、運算、記憶等四大部門的聯繫與控制,使各部門能彼此協調運作。所以資料並沒有在控制單元中處理,只接受控制單元來控制流向。

    輸出部門:
    電腦將輸入的資料、程式等,經果處理後,最後透過輸出部門將結果顯示出來,如螢幕可以顯示輸入的資料或處理的結果,印表機可以列印圖形、程式或報表,磁碟機可以將資料儲存到磁碟上,數據機可以將資料傳送到遠方等。資料經過了電腦的五大部門的處理後,就成為有用的資訊了
  • ***--三顆星。
    應針對ALU再深入解說。

    weblog520 於 2007/11/23 12:30 回覆

  • 631025
  • 作業

    CPU是Central Processing Unit 「中央處理單元」之簡稱,它是使整部電腦能夠運作的最核心、最重要的元件。

    其作用就是當電腦系統開始運作時,CPU從記憶體內,讀取操作它的軟體的指令與資料,透過ALU運算出結果後存回記憶體,同時由主機板,與外界的I/O週邊溝通,達到資料處理的目的。

    內部的邏輯:

    CPU為控制整部電腦運作的中心樞紐,其內部包括控制單元、算術及邏輯單元、暫存器或記憶單元。 略介紹如下:

    1.算術及邏輯運算單元(ALU):加、減、乘、除及比較、選擇、判斷等運算。

    控制單元(CU):翻譯程式中的指令的解碼功能及協調控制各部門依指令執行使電腦自動化處理資料。

    2.記憶單元:儲存目前正要被處理運算的程式或資料,容量以KB為單位。

    輸入單元(Input,I/P):接受輸入的資料或程式,以供進一步處理。

    如:鍵盤、滑鼠等。

    3.輸出單元(Output,O/P):負責將CPU處理結果輸出,輸出於各種輸出設備上,如:印表機、磁碟機等。

    4.暫存器(Register):暫時儲存資料,如用來儲存運算的累積器。其功能與記憶體相似。

    CPU內部較重要的暫存器:

    1.程式計數器PC (Program Counter):負責儲存CPU下一次所要執行的

    記憶體位址。

    2.指令暫存器IR (Instruction Register):負責儲存CPU所要執行的指令。

    3.堆疊指標器SP (Stack Pointer):負責儲存CPU目前使用的堆疊位址。

    4.位址暫存器MAR:負責儲存CPU所要存取記憶體資料的位址。

    微電腦的基本結構

    1.位址匯流排Address Bus:負責傳送CPU所要存取資料的位址,它可以

    決定CPU所能處理的記憶體容量,N條位址線可以擁有2的N次方的記憶空間,而其位址為0至2的N次方來減1。

    2.資料匯流排Data Bus:負責傳送CPU所要存取的資料,其線數的多少代表CPU的字組Word,亦即CPU一次所能存取資料的基本單位,常稱N位元CPU亦就是此CPU有N條資料線。

    3.控制匯流排Control Bus:負責傳送CPU所發出的控制訊號。
  • ***--三顆星。
    問答內容,太過雜亂,應再整理。
    針對運算的部份即可。

    weblog520 於 2007/11/23 12:33 回覆

  • 631030
  • 算數邏輯單元(ALU,arithmetic logic unit)將會連接到一組輸入和一組輸出。輸入提供了要相加的數值,而且在輸出將含有總和結果。ALU內含電路系統,以於輸出端完成簡單的普通運算和邏輯運算(比如加法和位元運算)。如果加法運算產生一個對該CPU處理而言過大的結果,在標誌暫存器裡,運算溢出(arithmetic overflow)標誌可能會被設置(參見以下的數值精度探討)。

    最終階段,寫回,以一定格式將執行階段的結果簡單的寫回。運算結果極常被寫進CPU內部的暫存器,以供隨後指令快速存取。在其它案例中,運算結果可能寫進速度較慢,但容量較大且較便宜的主記憶體。某些類型的指令會操作程式計數器,而不直接產生結果資料。這些一般稱作「跳轉」(jumps)並在程式中帶來循環行為、條件性執行(透過條件跳轉)和函式[jumps]。許多指令也會改變標誌暫存器的狀態位元。這些標誌可用來影響程式行為,緣由於它們時常顯出各種運算結果。例如,以一個「比較」指令判斷兩個值的大小,根據比較結果在標誌暫存器上設置一個數值。這個標誌可籍由隨後的跳轉指令來決定程式動向。

    在執行指令並寫回結果資料之後,程式計數器的值會遞增,反覆整個過程,下一個指令周期正常的提取下一個順序指令。如果完成的是跳轉指令,程式計數器將會修改成跳轉到的指令位址,且程式繼續正常執行。許多複雜的CPU可以一次提取多個指令、解碼,並且同時執行。這個部分一般涉及「經典RISC管線」,那些實際上是在眾多使用簡單CPU的電子裝置中快速普及(常稱為微控制器(microcontrollers))[riscpipeline]。
  • ***--三顆星。
    內容太過艱深,宜再找容易理解的答案。

    weblog520 於 2007/11/23 12:35 回覆

  • a631042
  • 又是作業~

    CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。
    CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。

    大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:47 回覆

  • 631032
  • 631032

    算術/邏輯單元(Arithmetic/Logic Unit,ALU)負責處理資料的運算工作,包括算術運算起(如:加、減、乘、除等),邏輯運算(如:AND、OR、NOT..等)及關係運算(比較大小等關係),並將運算的結果存回記憶單元。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:48 回覆

  • 631044
  • 算術與邏輯單元:它必須配合控制單元負責對所接收到的資料或檔案作算術的運算及邏輯的判斷。
  • **--二顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:49 回覆

  • 631024
  • CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。 CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:49 回覆

  • 靖元
  • 33號

    CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。 CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:48 回覆

  • 631040
  • 電腦基礎數學

    一、CPU就是中央處理器,若以人的身體構造為比喻,CPU就好比是人的心臟,沒有了心臟,電腦無法啟動。一般來說,CPU負責資料的處理與運算,因此CPU位元的大小,將決定整部電腦處理資料速度的快慢。
    二、電腦的資料是以2進制來做讀取的 (0,1) ,我們舉8位元為例:0000 0010 ,在這裡面, 單獨的 "0" 或"1" 就是位元, 而在這8位元中, 0000 0010就代表 2,而 0000 0100就代表 8,以此類推。所以32位元 的最大值就是
    1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111也就等於2 的32次方。
    三、所謂16位元的意思是資料匯流排有16位元,那它的資料空間就等於2的16次方,所以64位元就是資料匯流排有64位元,資料空間就等於2的64次方。16位元的電腦代表一次可運算的資料是16bit,而64位元的電腦代表一次可運算的資料是64bit,所以在處理的速度上2的16次方與2的64次方誰大誰小,不用我說你自己也看得出來。另外附帶一提的是,在Intel 的CPU裡像是PII、PIII、PIV雖然廠商宣稱是64位元,但其實只是兩個32位元而已,所以真正的64位元CPU速度絕對會大於兩個32位元的CPU。
    最後再附上一篇文章,來幫助你釐清64位元運算的定義。
      隨著時代的演進,人類的電腦擁有越來越高的位元數,從昔日的8位元,一路進展到今日主流的32位元,而64位元指令集,更早已行之有年,成為高階運算市場的主流。我們有充分的理由可以相信,正如同昔日32位元取代16位元,64位元運算取代32位元也只是時間的問題。
      首先,我們先釐清最基本的觀念,一顆處理器所謂的位元數,其基本定義為整數邏輯運算(ALU)暫存器或著是指令指標(IP)暫存器的寬度。所以,以x86指令集為例,從386至今,相容i386指令集的處理器都是32位元。至於浮點運算暫存器,在普遍的指令集設計中,都定義有別於上述兩者的獨立暫存器群,而且寬度往往遠遠超過整數暫存器,例如雙倍精確度的64位元、雙倍延伸精確度80位元、或著是針對SIMD設計的128位元等。所以,浮點暫存器的寬度,和處理器本身多少位元並無任何關聯。
      那麼,更高的位元數,會帶來怎樣的好處呢?首先,更長的暫存器,代表更多的資料量或數值範圍。另外,越大的暫存器檔案,配合程式上的最佳化(尤其是設法降低64位元所增加的記憶體使用量),也越能降低記憶體頻寬不足的壓力。不過,對於今天大多數的運算,使用64位元整數的機會並不多,會用到的多半都是特殊的應用,例如資料庫、資料解壓縮、資料加密等等。
      所以,目前64位元處理器比較明顯的優勢,就在於64位元的記憶體平面定址能力,擺脫32位元所造成的4GB虛擬定址空間限制。雖然,不少既有的32位元指令集,都有擴充實體定址空間的應急方案,例如 英特爾的PSE/PAE-36延伸定址模式,透過載入不同的分頁表,使處理器可以定址到相當於36位元的64GB實體記憶體。不過,相較於64位元平面定址,這種方法非常的沒有效率,尤其像大型資料庫、或是Web伺服器,會經常發生不規則存取大範圍記憶體的程式行為,導致記憶體存取效率不彰,這對伺服器應用上會造成很大的限制。今天,高階運算及伺服器市場幾乎都已被眾多64位元化的RISC處理器產品所主宰,並不是讓人感到意外的事實。
      反過來說,對於伺服器及工作站應用,記憶體定址空間加大有著立竿見影的好處,成為企業迫切的需求實無可厚非。但是,對於一般的個人電腦用戶,將現有的32位元處理器升級至64位元,究竟有沒有這個必要?畢竟,目前的個人電腦,主記憶體距離4GB上限仍有一段不小的距離。如果要說服消費者購買64位元系統,必須使其感受到64位元所帶來的效能優勢,且可以延續現有32位元的軟體應用環境。更何況,除了浮點運算普遍擁有獨立的暫存器群,且今日眾多SIMD浮點指令集更普遍支援整數運算,這也降低了64位元指令集的優勢。
      個人電腦市場,在32位元的386推出後的十年,才出現第一個普及的32位元個人作業系統Windows 95及殺手級應用程式Office。雖然,我們有充分的理由相信,這是不變的長期趨勢,但64位元徹底取代32位元,也絕非一朝一夕之功。
  • ****--四顆星。
    內容有針對問題回答。如內容能再精簡會更好。

    weblog520 於 2007/11/23 12:37 回覆

  • 631026
  • CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。 CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:50 回覆

  • 631036
  • 算術邏輯單元: 此單元的目的是執行算術運算及邏輯判斷,通常以ALU表示
  • **--二顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:50 回覆

  • 631045
  • HW3

    在電腦中實際負責電腦內部的各種算式運算(例如:+、-、×、/等)和邏輯運算(例如:Not、And、Or等)的單元。執行的過程是將資料從主記憶體傳送到CPU的暫存器內,經過此單元運算後,再傳送到主記憶體內儲存,當指令送入算術邏輯單元 (ALU) 時,該指令執行時所需要的運算資料也會從記憶體傳送過來,讓它可以被運算執行。在算術邏輯單元 (ALU) 執行工作的時候,有個重要元件會同時伴隨運作,稱為暫存器。
    暫存器是算術邏輯單元 (ALU) 執行運算時暫存的地方,它會存放運算前與運算後的資料,以及運算過程中所產生的中間值資料。
  • ****--四顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:52 回覆

  • 631039
  • CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。 CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:51 回覆

  • 631029
  • CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。 CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:51 回覆

  • 631038
  • CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。 CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:52 回覆

  • 631027
  • 格網運算指的是(藉由高速網路)大規模整合的電腦系統,可按照使用者的需求提供資料處理功能,或提供單台機器與一小群機器所無法達成的功能。

    ■格網系統透過共用的語言及互動協定,連結全球各地的運算資源、資訊與服務,以滿足區域使用者的不同需求。

    ■對使用者來說,格網系統這種高度整合的網路應該具有「通透性」。也就是說,遠端提供的服務用起來會像是由區域電腦提供的。

    ■格網技術可讓虛擬組織的成員展開大規模的科學及商業合作,並促成遠端實驗,以及高性能的分散式運算與資料分析的完成。
  • 文不對題。

    weblog520 於 2007/11/25 12:53 回覆

  • 361031
  • 361031

    CPU是電腦中最主要的晶片,負責處理、運算及管理電腦系統中的資訊流量,每秒能執行百萬個運算,而CPU速度衝量單位是MHz,也就是每秒有多少百萬轉速的意思。 CPU內的複雜線路有如將世界地圖印在一元硬幣上,CPU內部的每個元素大小只有0.18微米寬。製造CPU的工廠其乾淨程度比醫院高千萬倍,因為灰塵會破壞CPU的線路。大多數速度高於166MHz的CPU都支援多媒體功能的延伸,稱為MMX。MMX晶片改善了電腦在多媒體上。如圖片、影像或聲音等表現。
  • ***--三顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:51 回覆

  • 631043
  • ALU算數邏輯運算單元:負責運算處里register內部的資料
  • **--二顆星。

    weblog520 於 2007/11/25 12:51 回覆

  • 悄悄話