algorithm - 计算机总是一次计算两个数字吗？

Question

我正在阅读 RG Dromey 的一本名为“如何用计算机解决它”的书。在那本书名为一组数字的求和的内容中描述了计算机的运算单元通过一次只添加两个数字来工作。例如，如果我们的任务是将 3 个数字相加并将其分配给一个名为 sum 的变量 然后计算机将前两个数字相加然后将其分配给变量 sum 之后它将计算 sum 的最终值与其他数字。就像，

sum = n1+n2+n3 
sum = n1+n2 +(hold)
sum = sum+n3 // here sum will be computed from the second step

在这里发布这个主题，我只是想知道计算机是否以那种方式执行所有算术计算任务(减法、乘法、除法)？或者有一些现代技术可以提供做一次计算多个数字？

Answer 1

您问题的答案是“这取决于您使用的计算机类型。”

从历史上看，许多流行的处理器完全按照上述方式工作。该处理器具有专门对单个数字或数字对进行算术运算的硬件。这种方法的优点是处理器设计简单——您只需要设计将成对数字作为输入的电路，而不是可以接收大量数字的更大电路。另外，任何两个以上数字的和都可以分解为恰好两个数字的一​​系列加法。由于电路更简单，在许多情况下，生产处理器的成本更低，或者处理器可以运行得更快。

这种方法的缺点是您必须向处理器发出多个加法操作才能让处理器将多个数字的列表相加。因此，一些处理器开始引入允许同时对两个以上的值进行加法、乘法等操作的指令。这些操作通常需要某种设置才能立即将所有值加载到处理器中，这意味着它们通常仅在一次操作非常大量的数字的情况下使用。

计算机设计的其他发展也允许计算机同时处理多个数字。例如，多核处理器可以同时进行多个不同的并行计算。可能是每个核心一次只能添加一对数字，也可能是每个核心一次可以对多个数字进行运算。显卡以不同的方式工作，拥有大量相互同步执行的内核。

所以总的来说，我要说的是，我的说法不是 100% 正确，但也不是大多数计算机在大多数时间的工作方式的近似值。这对学习如何思考计算机如何处理数据很有帮助，即使它不是字面上的事实。