计算机的核心，运算器的详细讲解

（文章来源：科技连线中）
首先我们要定义，运算器：arithmetic unit，计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器的基本操作包括加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、比较和传送等操作，亦称算术逻辑部件（ALU）（百度百科）

简单点，也就是逻辑电路“门”的组合体，以硬件的方式编译各种晶体管，起到我们数学或逻辑运算的基本单位，每个计算机包含了各种各样的逻辑运算基本单元。由这些基础单位再编译组成一个个的运算器。

（可看成一个芯片上集成更多的“电脑整体”，由这些电脑再组合成“超级计算机”，再由这些超级计算机组合成一个整体CPU）所谓的更新换代就这么简单。几十年前的超级计算机为什么没有当前的一个小小芯片运算效率、速度快，也就是因为这个芯片比以前的超级计算机安装了更多的运算器，更高效的运行。

这就是运算器成为计算机核心的根本原因，影响我们运算器速度的因素有哪些？1、计算机运算速度，就是我们每秒计算机执行多少条计算。由时钟频率决定（当前瓶颈不好突破）。

2、有多少个相同类型的运算器组成，并行计算可成倍增加我们运算器速度。（一个运算单位，一秒钟一次运算，如果一个运算器有128个运算单位，那么一秒理论上可以运算128次）。

3、计算机字长，每个运算器，一次运算多少位的数。（当前一般计算机都是64位或成倍以上的位数）道理一样，随着位数提高，理论上计算速度也是成倍地提高。（前提是，计算数据要超过位数，不能都是1+1，那速度一样）

4、计算机架构问题。随着运算器集成度越来越高，我们需要更多控制单元来解决每一个运算器与其他设备的高效沟通问题。（这本来是超级计算机的问题，但随着计算集成度的几何倍提高，当前我们普通计算机也碰到了这个鸿沟，而超级计算机在突破并行计算能力）

其实，运算器的位数成倍提高，相应的运算器的基本单元复杂程度也在提高（对应的芯片编译器也会倍数的提高，而更新换代）对我们当前普通计算机来讲：运算器的多少、运算器的架构效率如何（通过指令集（控制器的超级公路版）可以提高运算效率），直接影响了我们计算机的速率。

对超级计算机来讲：字符长度与数学模型直接影响计算机的执行效率（几何倍数的区别），当然对于需要并行计算的数据来讲，并行架构问题或许才是最大的瓶颈（从一到十与从十到百，不是那么容易解决的）也是为什么“量子计算机”非常重要的原因，因为对于它来讲从一到十与从万到十万一样，都是几何倍数的提升。

其实光子计算机也是可以解决的，虽然不是几何倍数的提升，但是是可以很好解决并行计算问题提升潜力的。（直接追求“量子计算机”运算器的突破，可以并行追求用光子代替电子来制作运算器用来解决并行计算问题）。
（责任编辑：fqj）