一、为什么计算机能读懂 1 和 0 ?
玉来了
既然是问最最原始的那个工作原理。。。
从小到大,我们被告知的都是,计算机只能读懂1和0,但我好奇的是为什么计算机它就能够读懂1和0呢,它是怎么读懂的?读懂后,又是怎么进行工作的呢?嗯...我想问的就是,最最基本原始的那个工作原理
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最最基本原始的那个工作原理甚至都和电无关,是数学原理,布尔代数(搜索),任何可以改变状态传递信息的技术都可以拿来实现布尔逻辑,而实现了布尔逻辑,就离计算机不远了。
像是三体里面的人列计算机,就是用三体人实现计算机,这一段我直接跳了,没什么可看的,因为我懂嘛。。。
我还设想过水流+开关实现逻辑门,是可行的。
「现在可以公开的情报」
计算机的理论基础是布尔代数
计算机的实现基础可以是任何拥有『改变状态』和『传递信息』的技术
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继续正题。。。
起初,科学家创造计算机,科学家说,要先有逻辑门,然后就用真空二极管实现了逻辑门
真空管的原理去搜吧
电子计算机的原理就是利用通电、断电(或曰高电平低电平)这两个状态来表示布尔代数中的逻辑真和逻辑假从而实现布尔运算,由于这个原因,设逻辑真为1和逻辑假为0,这样就可以用计算机表示二进制的数字了。
现在的计算机用的是晶体二极管,虽然底层原理不同,但是性质是一样的,这就是编程中常说的封装和抽象的好处,你不需要关心它的原理,用它实现你的功能就行了。
所以说起来,现代电子计算机的实现,是物理原理,计算理论,是数学原理。
二极管的性质是这样的,只有一个方向可以通电,反向不通电
『想知道具体原理的可以搜索PN结』
还有三极管(还有一种性质相似的场效应管FET),性质是这样的,b通电ec通,b断电ec断
『具体原理搜索NPN结』
【【【【配图】】】】
二极管和三极管
然后可以组成逻辑电路,下面分别是与或非(AND、OR、NOT)三种逻辑门的电路实现
【【【【配图】】】】
从左到右分别是与或非三种门,xj表示输入,m表示输出
有了这三种逻辑门电路,你就可以实现任意逻辑门了,比如与非门、或非门、异或门、同或门(异或非门)。(搜索逻辑门)
(实际应用中,是以与非门(NAND(NotAND)gate)为基础原件来构建电路,因为其他所有门电路都可以用与非门构建,关于这一点,你可以思考一下)
「现在可以公开的情报」
地球当代的计算机的实现基础是电子技术
二极管和FET的技术原理是PN结和NPN结,是原子、电子层面的原理(很底层吧。。。)用二极管和FET可以实现布尔代数中的逻辑操作,称为『逻辑门』
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二进制数字的加法如下:
1+1=10
1+0=1
0+0=0
0+1=1
用上文中的逻辑门就可以实现这个加法。
不考虑进位的情况下(术语叫半加器),用一个异或门就可以实现两个数字相加,很简单,就不画图示意了,自行思考吧。。。
考虑进位的情况下(术语叫全加器),稍微有点复杂,输入通过XOR(异或门)得到结果,同时过一个电路得到进位结果
进位规则如下:
1+1进位1
1+0进位0
0+0进位0
0+1进位0
可见进位规则可以用AND(与门)得到结果,所以电路图如下:
【【【【配图】】】】
把这样的电路串起来,就可以实现多位加法,自己想想看吧。
不过这里有一个问题,要连多个例图中的加法器,需要给电路添加一个输入口m,它是上一位的进位,有兴趣可以思考一二。
实际应用中,电路并不是凭空想的,是通过布尔逻辑运算得到一个最简逻辑表达式,然后按照这个表达式来组装电路,『请搜索数字电路』。
淘宝可以买到LED灯、二极管和三极管,虽然现在涨价了,但价格依旧感人,不到顺丰快递费就可以买一大把,有兴趣的同学可以自行购买这些元器件组装电路来玩玩。
输出端接上led灯,就可以观察到电路运行结果。
额外的,如果你把几个灯泡并联并且弄成一条线段的样子当做一个整体灯管,然后通过输入来点亮相应灯泡,就可以用来显示数字了。。
像下面这种,一共7个灯管
1点亮右边两根、2点亮相应的,以此类推
这样可以用布尔代数做出来5个输入7个输出相对应的逻辑,然后用上文的逻辑门组成电路图实现
(为啥输入是5个?)
「现在可以公开的情报」
可以用逻辑门实现加法,也可以实现减法实现加法的原理在于通过输入进行逻辑运算得到输出,这一学科可以通过搜索『数字电子技术』获得详情通过灯泡等设备,可以实现电路的输出计算机的本质原理就是接受『输入』,通过『计算』,得到『输出』通过上文所有文字,已经部分解决了楼主计算机为什么能读懂1和0以及内部工作原理的问题,虽然还剩下时序逻辑,不过这已经够了。楼主赶紧点赞吧
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太长了。。。
后续还有反馈电路、触发器、时序逻辑存储器等等等等,最终目标是弄出一个CPU来(如果我有时间的话)可以写一个模拟器让感兴趣的同学用逻辑门拼凑CPU(如果我还有时间的话)
『待续(应该大概真的会续)』
**不过最后还是想提醒还在学校的cs同学们,这些知识对找工作毫无帮助,请不要在此屠龙之技上浪费时间。
二、一和壹在古文中有何区别?
大小写啊。
壹只是当年武则天为了显摆,她自己发明出来的一到十的另一种写法,后来人们发现一到十的原始写法容易被篡改,比如在一中间加一竖,就变成了十,这使得财务做账的时候很容易被篡改账本,于是人们在财务做账的时候,使用了武则天发明的这种复杂的无法被篡改的写法。
后世之人称其为大写,原来的一到十为小写。唯一的区别就是为了防止数字被篡改。
三、一和壹在古文中有何区别?
请问下一和壹在古文中的区别?百度找到的都是很简单的解释,看了也没用,哪位大侠能回答呢?
四、一和壹在古文中有何区别?
这是说文解字当中的说法
由此可以知道二者不只是大小写的关系。
“一”的含义明显更多
“惟初太始,道立于一,造分天地,化成万物。”
——许慎《说文解字》
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