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计算机硬件的设计目标来源于软件需求。高级语言中用到的各种运算，通过编译成底层的算数运算指令和逻辑运算指令实现，这些底层运算指令能在机器硬件上直接被执行。因此在介绍运算部件的设计之前，有必要先了解一下高级语言程序和机器指令所涉及到的一些运算。所有高级语言的运算功能大同小异，某一种语言能代表高级语言的总体情况，因此用C语言中的运算为例进行说明。