我一直在努力学习非常低水平的计算机。我一直在看很多自制页面，有很多东西可以吸收。我在大学里上过电子工程课程，但我们并没有真正深入了解这个主题（它是计算机科学，所以大多数其中实际上是算法等）。
无论如何，大多数ALU是如何构建的？我意识到这不是计算机的唯一部分，但它仍然是重要的部分。
您是否可以仅使用逻辑门（用于学习目的）构建自己的 ALU？我知道这对于那些知识渊博的人来说可能听起来很愚蠢，但我只是想理解。（哎呀，即使是一个简单的加法器也是一个简洁的项目。）如果是这样，这将如何完成？有硬件例子吗？（我环顾了谷歌，但我找不到任何有分步指南解释事情的东西）。
您可以完全从基本逻辑门构建它们，结果将是一件不错的艺术品:-)。
74xx 逻辑系列还包含一个74LS181，一个4 位 slice ALU，大大简化了事情。位片 ALU 用于构建更复杂的 ALU（阅读：更长的字长），但更新的技术使这种 IC 过时了。
注意：TTL (74xx) 只是用于逻辑门的一种技术。已经很少使用了。紧随其后的是低功耗肖特基：74LSxx，严格来说也是 TTL 的一种形式。现在有几十个逻辑系列，全部基于高速 CMOS（74HCxx、74HCTxx、74ACxx、...）
如今，创建 ALU 的正确方法是在CPLD或FPGA中进行。这为您提供了很多门，并且您用于设计 ALU 的 HDL（硬件描述语言）比试图弄清楚如何自己与逻辑门建立连接要容易得多且不易出错。VHDL和 Verilog 是当时的 HDL。
创建 ALU（但不使用逻辑门）的另一种方法是单个并行 EEPROM/Flash。您使用输入 A 和 B 以及操作作为输入（地址）并将操作的结果作为输出（数据）。您所要做的就是编译 ROM 的内容，这意味着您必须在每个地址写入相应输入 A、B 和操作的操作结果。字大小将受到您能找到的最大 ROM 大小的限制。
这根本不是一个愚蠢的问题。维基百科页面显示了这种用于 2 位 ALU 的门级电路。ALU IC 过去通常以“切片”形式提供 - 通常为 4 位，您可以级联以获得更大的总线宽度（请参阅位切片）。
Texas 74181 4-bitslice ALU的数据表也有门级原理图。
您可以构建自己的 ALU，但即使是带有离散 TTL 芯片的旧计算机也为此使用了一些集成。例如，看一下 74x181 芯片。那是 ALU 的 4 位切片，并在某些 TTL 计算机中用于通过对每 4 位使用这些芯片中的一个来实现完整的 ALU。
对于书籍，我绝对排在“帕特森和轩尼诗”书籍之后（IIRC 有 3 个，伪装成 3 个版本，但实际上完全不同的书。如果你是认真的：把它们都买下来。）
如果您想在基本的 ALU 甚至 CPU 设计中进行试验：开始使用逻辑模拟器进行试验。我们在课堂上使用了 DigitalWorks，但我不推荐它。Logisim ( http://sourceforge.net/projects/circuit/ ) 看起来很有希望。您需要掌握的是分层：从门构建全加器、选择器和边沿触发触发器等基本块，然后从这些构建块构建寄存器、ALU、排序逻辑，一直到 CPU与记忆。构建一个相当于 PIC（14 位核心）CPU 的处理器实际上并不难，连接一堆 LED 并对其进行编程以显示 Kitt 显示器。
之后，做一个 32 位内核，将 GCC 移植到它，在 FPGA 中实现它并在其上运行 Linux 将会很有趣。但你不会是第一个...
