融汇贯通的一本经典读物

小时候经常想，计算器是如何将两个数字加起来的？难道计算器保存了所有的个位数相加的表吗？为什么能将数字显示出来？为什么只能做简单的操作，不能做混合运算（后来知道了一种叫“科学计算器”的东西）？

后来学到了计算机内部使用二进制表示的，但是小时候那种困惑依然没有解决。这个二进制到底是如何应用的？内存里面是有很多点记录了0和1吗？那这些点有多小呢，才能保存那么多数据？这些数据在计算机内部又是怎么取出来的，怎么使用的？

直到同事给我推荐了《穿越计算机的迷雾》这本书，这些困扰我十几年的问题才渐渐明了。当然，如果大学的时候选修计算机组成原理好好上一下的话，可能也早就明白了。对计算机感兴趣，或者对于计算机到底是如何工作还有疑问的同学，非常推荐读一读这本书。这本书语言非常通俗，虽然有些地方需要仔细思考才能跟上，但是作者已经是非常努力的将这些难的东西写明白了。有些地方可能有些啰嗦，像《鸟哥的Linux私房菜》一样，但是也可以当做是幽默吧。

计算机的发明是一个非常漫长的过程，这段历史中有很多伟大的科学家的努力。首先人类先是发现了电，然后发现了电流的磁效应，法拉第又发现了磁能生电，接着开启了用电磁来传递信息的漫长探索之路，摩斯密码，电报，电话因此诞生了。

让计算机做加法这一个简单的操作，也经历了漫长的探索过程。这又和古老的逻辑学分不开，有了逻辑上的真值表和推论，才有可能用二进制表示逻辑问题，将数字逻辑转换成逻辑电路。通过一番精彩的推导，就可以制造出一个电路复杂的全加器。到这里我也对二进制有了一个更深刻的理解：计算机的计算方式和人类是有本质的不同的，人类可以理解复杂的事情，可以处理十进制。计算机天生就是处理很简单的东西，然后使用很简单的东西组合出来很复杂的东西。比如说，计算机当然也可以用十进制，不同的电压（比如0~10v表示1，11~20v表示2……）来表示。但是这样的问题是，我们要设计电路表示1+1=2，1+2=3等等。如果用二进制，只有很有限的几种情况：1-1 1-0 0-0。这种枚举起来简单，大大的简化了电路的设计。

这基本就是 CPU 的原型了：能做简单的计算。借着触发器问世，多个触发器组成的电路可以保存中间结果，支持读写。为了读取这些触发器保存的值，又出现了地址译码器，这样无论读写哪个地址都可以很快，也很简单。这就叫做随机读写（RAM）。

这些基本就是现代计算机的老底了。接下来就是我们熟悉的汇编指令，网络内容等。可以说，电子计算机的发明并不像电灯泡、轮子这种东西一样，经过多次尝试或者从仿生获得的灵感就可以一下子发明出来，电子计算机是无数人经过不断的探索才一步一步走到今天这种形态。我常常会想，现在的生活多么幸福啊，可以跳过那段没有网络，没有现在这种性能的计算机的“黑暗时代”。可是今天的计算机依然在发展，人工智能，区块链这些新技术层出不穷，说不定后人也觉得我们今天的生活是“黑暗的时代”呢。

更多内容请关注我的博客：https://www.kawabangga.com/