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2 # 大科技Talk
計算機的本質原理,就是0和1的發光二極體。透過無數的0和1,指代不同的指令和操作,代表不同的內容和位置。
所謂計算,就是0和1的不停閃爍,透過人為輸入的各種資料操作要求,計算機用超快的速度進行執行。因為二極體的開關頻率遠遠超越人們的想象,所以計算機運轉就是能夠超越人腦上億倍的能力。
計算機的本質原理,就是0和1的發光二極體。透過無數的0和1,指代不同的指令和操作,代表不同的內容和位置。
所謂計算,就是0和1的不停閃爍,透過人為輸入的各種資料操作要求,計算機用超快的速度進行執行。因為二極體的開關頻率遠遠超越人們的想象,所以計算機運轉就是能夠超越人腦上億倍的能力。
計算機主要是計算什麼東西的?是如何做到如此高效率的計算的?這是個好問題呢。大家每天都在使用計算機,但是很少會思考這兩個問題。這兩個問題直擊要害,問到了點子上。計算機就是一臺由各個部件組成,分工合作進行精密計算的機器。計算機內部只認識兩種東西:1和0。計算機主要就是計算1和0這兩個東西的。也正是1和0讓才讓計算機能夠做到如此高效率的計算。
一、計算機是計算什麼東西的我們普通人使用的計算機主要分為Windows作業系統和Mac作業系統。這兩個系統都有著絢爛的圖形介面,我們可以開啟辦公軟體進行辦公,開啟瀏覽器瀏覽網頁,使用影片軟體觀看影音節目,開啟遊戲客戶端玩刺激的網路遊戲。所有的這一切都只需要點點滑鼠就能實現,但是在計算機內部卻是完全不同的另一個世界,一個由0和1組成的世界。我們每點一次滑鼠在計算機內部都要經過一系列的計算,經過計算分析後再把得到的結果從電腦桌面視窗上顯現出來。
所以我們使用的電腦桌面就是一個套在計算機上的外殼,內部卻是一個由0和1組成的數字世界。當年比爾蓋茨也正是憑藉著這一套圖形化的計算機介面,在還沒有畢業的時候就能讓全校的同學們排著隊到他宿舍門口購買軟體。可以想象一下,當比爾蓋茨在使用DOS作業系統操作電腦的時候,覺得還挺麻煩的,突然一個念頭閃過腦海:我為什麼不能編寫一套軟體,把這一套晦澀難懂的DOS作業系統封裝成一個圖形化介面,讓不懂計算機語言的普通大眾都能輕鬆的使用計算機呢?說幹就幹,真是個好主意!星星之火可以燎原,當初的一個小小的念頭誰能想到能夠誕生一個龐大的微軟帝國呢?
現在的計算機以及各種智慧裝置越來越“聰明”,使用起來也越來越方便,越來越通曉人類的意圖,但是到目前為止計算機依然是一臺冰冷的機器。在人類看來多麼不可思議的操作背後在計算機內部都是一串串的0和1,沒有感情,沒有思維。大體來說計算機內部的計算主要分為兩種,一是可執行的指令,二是各種運算。指令用來控制計算機的有序執行,控制計算機各部件統一運作。運算分為算術運算和邏輯運算,算術運算就是加、減、乘、除運算,邏輯運算就是與、或、非的運算。未來的計算機可能趨向於智慧化,和人類一樣具有思維,能夠獨立思考,也能夠輕鬆超越人類的認知水平。
二、計算機是如何高效率計算的計算機就是進行算術運算和邏輯運算的,在計算機內部只使用1和0的二進位制數來進行計算。這也正是計算機能夠高效率計算的秘訣所在。二進位制,是計算最為簡便的進位制,只有兩種狀態,非1即0,非0即1,計算非常方便,判斷異常容易,各種演算法及其容易實現。而且電晶體的狀態控制也用0和1來實現,以及各種內部電路也是隻有0和1兩種狀態,所以計算機在執行程式的時候非常快速,甚至比人類的神經元傳導興奮還要快速。正是有了以上各種條件作為基礎計算機才能進行高效率的計算。
隨著計算機晶片技術和系統架構演算法的改進,計算機還將以更快的速度,更高的計算效率問世。計算機智慧化,具有思維能力和學習能力,科技將會使人類的生活更加方便,也留給我們更多的期待。