<div>作者：hczhcz<br>
链接：http://www.zhihu.com/question/29707696/answer/45469968<br>
来源：知乎<br>
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<div class="zm-editable-content clearfix">首先，你在键盘上依次按下了1+1<enter>。<br><br>
键盘上的电路触点被接通。键盘主控芯片此时在不停地、依次地检测各个触点两端是否导通，于是它发现了按键。按照预先烧录的程序，它在向USB线上发送的电信号中写入一个数字，告诉线另一头的庞然大物：“有键被按下了！”<br><br>
信号内容——左边的ctrl没按 左边的shift没按 左边的alt没按 左边的win没按 右边的ctrl没按 右边的shift没按 右边的alt没按 右边的win没按，啦啦啦啦啦啦啦啦，按了“1”键，别的没按，别的没按，别的没按，别的没按，别的没按。<br><br>
USB线的另一头连着电脑。电脑上的USB控制器读到了信号，把它转交给CPU（对，就是灯等灯等灯生产的那个）。CPU暂时停下了手上的工作，运行了操作系统中的一小段程序，把按键记录了下来。<br><br>
CPU的动作很快，它总是马不停蹄地忙活各种不同的事。终于，它开始处理这个按键了。CPU上运行着操作系统，操作系统看到你按了键，于是找到了你正在操作的计算器程序。按照事先的约定，操作系统告诉CPU，“你去关心下计算器吧，它处理按键的程序在这里”。<br><br>
于是，计算器中的一段程序开始运行。它读出按键“1”，记了下来。它告诉图形库，“给我在屏幕上显示1”。<br><br>
图形库照着做了，它通知操作系统“在计算器的窗口上用这个字体、这个字号画上1”。操作系统找到了负责绘图的GUI（不是“鬼”）模块，一个点一个点地把“1”画了出来：<br><br>
白黑白<br>
黑黑白<br>
白黑白<br>
白黑白<br>
白黑白<br>
黑黑黑<br><br>
就这样，屏幕上依次显示出了“1+1”。<br><br>
当计算器读到回车的时候，它知道自己摊上大事了。<br><br>
计算器想起自己读过1，加号，还有另一个1。它想，加号是个低优先级的二元运算符（就是两块钱做一次的运算符（误）），那么它两边的1就应该是用来加的两个数了。它分析道，“这是要做一个加法的节奏啊”。<br><br>
于是，它把之前拿到的左边的1和右边的1取了出来，然后告诉CPU——<br><br>
你快给我算出来：加法，这个数（左边的1），那个数（右边的1）。<br><br>
在程序猴子们的视角下，这是一条长这样的指令：add %rcx, %rdx。在电脑的视角下，这是一条长这样的指令：010010000000000111001010。<br><br>
CPU看到这条指令，很快明白了要做的事，把之前计算器获得的两个数000...01和000...01放到了用于计算的电路上。数字在电路上走着走着，来到了一段叫ALU的电路里。首先，末尾的两个小1经过了几道门，它们变成了小1（进位）和小0（当前位），然后进位的小1又和倒数第二位的两个小0擦出了激情的火花，变成了小0（进位）和小1（当前位）……<br><br>
啊，这样写下去节bian4奏cheng2不xiao3太huang2对wen2了呀。<br><br><blockquote>这里描述的是一个朴素的加法器——用逻辑门（二进制位运算）逐个算出进位，依次计算每一位的结果。<br><br>
但这样的效率是很低的，因为高位的计算要等低位的进位算出来之后才能继续。事实上，现代的CPU里普遍会使用进位预测器。<br><br>
一个常规的进位预测器通常是依次将进位信息从低位向高位推1，2，4，8……位。下面是用软件实现的Kogge-Stone加法器：<br><br><div class="highlight">
<pre class="blockcode"><code class="language-python"><span class="c"># input a, b</span>
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