为什么在CPU体系结构中按位的布尔和移位操作称为逻辑操作？

Question

这幅图片来自“计算机组织与设计”一书：

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如您所见，左边的列被标记为“逻辑操作”，但是显示的操作都是按位排列的。通常，&&和||被称为逻辑运算符，而&和|被称为按位运算符。

他们介绍了表中的下列句子：

因此，操作被添加到编程语言和指令集体系结构中，以简化位元的打包和分解为文字。这些指令称为逻辑操作。图2.8显示了C、Java和RISC-V中的逻辑操作。

你认为为什么他们为&和|编写逻辑运算符？

Answer 1

在计算机体系结构术语中，对数字的操作是“算术”(例如add/sub/mul/div)。

位上的操作通常被称为“逻辑”或“逻辑指令”，就像在“布尔逻辑”中一样。(算术右移位，以符号位的副本形式移动，通常与其他移位一起分组，作为逻辑(也就是按位操作)。

例如，在维基百科的算术逻辑单元文章中，编写它的编辑器说操作码“指定了要由ALU执行的所需的算术或逻辑操作”。

阿格纳·福格对他的指令性能测试结果的指令表将整数指令分为移动/算术/逻辑(按位、移位、位测试、setcc) /控制传输/字符串(是的，x86很时髦)/其他(比如leave和cpuid)。同样，FP算术和逻辑(是的，SIMD指令集为FP/SIMD寄存器提供按位的布尔指令)。

在C和Java的&&或||意义上，CPU没有“逻辑”操作(即使对于整数输入，也不考虑短路逻辑)，因此在计算机体系结构的上下文中，“逻辑”的含义与软件中的“逻辑”有不同的含义，在软件中，它们需要区分逻辑运算符的位运算和更复杂的操作。。

我想，计算机架构的使用时间更长了。

您的书并不是说C或Java中的&是“逻辑操作或”，而是说and指令在计算机体系结构意义上执行“逻辑操作离子”。相应的C和Java运算符是位&运算符。

机器代码没有操作符，只有指令。(汇编语言对汇编时间常量进行操作，如andi x1, x2, (1<<4)-1作为编写andi x1, x2, 0x0f的替代方式。但这纯粹是汇编程序的一个特性，而不是ISA参考手册将要讨论的问题。)

我在googled上搜索computer architecture logical operations时，随机教程或指南中引用的用法

• https://www.tutorialspoint.com/what-are-logic-micro-operations-in-computer-architecture逻辑操作是在寄存器中保存的位上实现的二进制微操作，这些操作独立地处理每个位，并将它们作为二进制变量创建。
• https://www.sciencedirect.com/topics/computer-science/logical-operation引用了一些书，比如哈里斯和哈里斯:数字设计和计算机架构，2016 -- "ARM逻辑操作包括和，ORR (OR)，EOR (XOR)和BIC (有点清晰)“。同样的作者对MIPS的按位指令也写了同样的东西。
• https://www.techtarget.com/whatis/definition/arithmetic-logic-unit-ALU