1943——1946年美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分器和计算机eniac是世界上第一台电子多用途计算机。一般认为它是现代计算机的始祖。与eniac计算机研制的同时,冯·诺依曼与莫尔小组合作研制edvac计算机,采用了存储程序方案,其后开发的计算机都采用这种方式,称为冯·诺依曼计算机。
根据计算机所采用的物理器件的发展,一般把电子计算机的发展分成四个阶段,习惯上称为四代。
第一代
电子管计算机时代(从1946年到50年代后期),其主要特点是采用电子管作为基础器件。
第二代
晶体管计算机时代(从50年代中期到60年代后期),采用的主要器件逐步由电子管改为晶体管,缩小了体积,降低了功耗,提高了速度和可靠性,降低了价格。
第三代
集成电路计算机时代(从60年代中期到70年代前期),计算机采用集成电路作为基本器件,功耗、体积、价格进一步下降,速度和可靠性相应的提高。
第四代
大规模集成电路计算机时代(从70年代初至今),70年代初,半导体存储器问世,迅速取代了磁芯存储器,并不断向大容量、高速度发展。1984年内含2300个晶体管的intel4004芯片问世,开启了现代计算机的篇章。
现代计算机一般由主机和输入输出设备组成。主机一般由cpu、主板、内存、硬盘、显卡、光驱、电源、机箱、散热器等组成;输入输出设备一般包括键盘、鼠标、显示器等。这样由主机和输入输出设备组成了一台裸机,只有再安装好操作系统和应用软件以后,才称得上一台真正的计算机。
可以简单概括为输入、处理、输出和存储4个过程。
1输入是指接受由输入设备(如键盘)提供的信息;
2处理是对信息进行加工处理的过程,并按一定方式进行转换;
3输出是将处理结果在输出设备上(如显示器等)显示或打印等操作;
4存储是将原始数据或处理结果进行保存以便再次使用。
这4个步骤组成一个循环过程。输入、处理、输出和存储并不一定按照上述的顺序操作。在程序的指挥下,计算机根据需要决定采取哪一个步骤。
个人计算机的工作过程是通过输入设备(键盘或鼠标等)输入用户的操作命令或数据,计算机的处理单元(cpu微处理器)接受到输入命令后,进行处理并将结果在计算机的输出设备(显示器或打印机等)上输出,也可以将结果保存在计算机的存储器(硬盘或软盘)上。因此,计算机对于某种输入命令所要进行的对应操作,是由事先保存在计算机中的程序决定的。
经过半个多月的回忆以及反复推演,这天潘力开始着手计算机的组建。因为誓约种子包含潘力精神力这一特性,
第一点,输入设备完全可以有潘神替代,或者潘力直接通过精神力输入。甚至是可以完美解决语音输入。现实中为什么语音识别如此傻不拉几的,最主要的原因是电脑无法超精准地识别人的声音波长,因为每个人的声音都是不同的,还有恐怖的多音词,多音字,同音字,这涉及到博大精深的语言学。
电脑需要建立非常庞大的数据库。目前国家机构通过中央处理器已经解决比较初级的语音智能系统,但是在民用领域还是浅尝辄止,突出代表有苹果手机的语音系统,百度语音输入,微信语音输入等等。
同理第三点,关于输出也能完美地呈现在潘力的那一缕精神力之中,只是目前还无法解决成像问题,因为潘力不懂这方面的专业知识。不过这点后期可以通过虚拟网,或是通过图书馆找到相关资料。
第四点存储反而是最为简单的,因为有潘神现成的空白记忆精神体。或者潘力剥夺自己的记忆体制造,不过他显然是不会这么干的。
也就是说现在的最大难点是在于cpu的制作,这也是为什么现在全世界只有inter跟amd两家生产商的有名。龙芯不提也罢,并不是不爱国,而是确实存在技术差距。按照现有记忆与知识量,潘力也许这辈子也别想妄图染指这一领域,制造出一颗cpu。
但是潘力这个人有一个最大的优点那就是他思维跳脱,敢想敢做。
失败了也能从中体会到乐趣,并乐此不疲!
cpu的根本任务就是执行指令,对计算机来说最终都是一串由“0”和“1”组成的序列。cpu从逻辑上可以划分成3个模块,分别是控制单元、运算单元和存储单元,这三部分由cpu内部总线连接起来。
控制单元是整个cpu的指挥控制中心,由指令寄存器(指令仓库)、指令译码器id(翻译员)和操作控制器oc等,对协调整个电脑有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令寄存器ir中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器oc,按确定的时序,向相应的部件发出微操作控制信号。
这点没有太大问题,因为潘力自学过c语言,对这块相当的熟悉。寄存器与译码器同理可以用空白记忆体写入指令来替代。
最为关键地方在于运算单元,它是运算器的核心。可以执行算术运算(包括加减乘数等基本运算及其附加运算)和逻辑运算(包括移位、逻辑测试或两个值比较)。
逻辑运算单元(alu):它是cpu芯片的智能部件,能够执行加、减、乘、除等各种命令。此外,它还知道如何读取逻辑命令,如或、与、非。来自控制单元的讯息将告诉运算逻辑单元应该做些什么,然后运算单元会从寄存器中间断或连续提取数据,完成最终的任务。
怎么通过0与1来实现呢?
先解释什么是逻辑电路、逻辑门。一条线上串两个开关,需要两个开关都打开才能通电?这种电路叫做“与门”,待会我写成“and”,可以理解吧?接通记成1,否则0。
那就是1 and 1 结果就是1,或者写成 and(1,1)=1。显然and(1,0)=0。
再有一个要记住,其实一个很小的电子元件就可以实现这个功能,不一定真要去搞一条线两个开关。
这个电子元件叫二极管还是八极管还是电容我们不用去关心,这里把黑体(黑暗负能量体)分解为单独信号体当成电来用,利用其惧怕潘力精神体这一特性,把潘力精神体做成开关,潘神精神体为通道就可以实现了。
如果是并联开关呢,就是一条线接个分支出去,接上开关汇成一条线。打开任何一个开关,都可以通,就是“或门”写成 or。同样是电路实现的。
现在有一条线本来是通的,灯会亮。你在中间分一条线出来,接上一个开关制造一个短路,如果不理解短路。就想象成水龙头,本来2楼可以用水,你把一楼的水龙头打开二楼自然就没水了。写成not,这叫做“非门”。
下面都是叠加,现在先把逻辑门叠加完。
先输入两个动作给一个and,and门里出来的信号再输出给not。
写成 not (and(x,y)),x,y就是你手上的两个开关。
这叫做叫做与非门,捋一捋就知道not(and(1,1))=0,not(and(0,0))=1。
门电路了解了。我们来看一下怎么实现进位记数。
首先我们设定一下,通电就是1,不通就是0,待会好表达。
现在地上放横放四个灯泡,刚好二进制的4位数。第一位就是一个开关,第二位做一个and(xy),有两个信号时,输出1个信号。这就是二进制的第二位。第三位做一个and[and(xy),and(x,y)]4个信号都是1时,才输出1,浅显易懂不?
里面成and构成外面and的信号源。这不就是2进制了吗?也就是说,这也是通过逻辑电路可以实现的。
计算机机怎么控制别的设备?
最好理解的是显示屏。你可以把这些看做是一排排的灯。每个灯泡连一个开关。按规定开关灯泡,就显示出信息。想要显示8的样子。按顺序开关就好。这个顺序是用逻辑电路去设计好的。不用我们去逐个按电灯的开关。我们控制逻辑电路就好。只按几个开关,就能显示出8。当然这是最笨的办法。
关于计算?
如果这组8的信号没有输给显示器,而是输给了存储器1。然后我们按加号,识别为选择存储器2。我们输入1。当你按等号。就会执行一个把存储器1和存储器2的信号同时输出一个准备好的逻辑电路。等逻辑电路再输出的时候,就正好变成了9的信号,再把这个数字信号,输送给控制显示器的逻辑电路翻译成灯阵的开关方式。
最后显示器的灯阵就会显示出9的样。这就实现了加法。也实现了显示。减法差不多,一旦有了加法,就可以叠加其他的运算符号。比如乘法,减法。多少次方。差不多都是加法的累加。
在加上之前说的逻辑运算。就发展出了更多的逻辑方式,比如“如果……就执行“这种控制方式。相当于用逻辑门设定一个执行密码。
如果…就,就是 if,如果存储器1里面等于1,就执行关机的代码。
还有for ,,就是一直执行,除非条件出现。
有了加减乘除,有了if,for。就可以把一些不是数字的转成数字来计算。
比如,屏幕如果关闭,就关机。这里头没数字。但是我可以把屏幕关闭这种状态解释为1,我写下逻辑,如果屏幕关闭状态成立,x=1,如果x=1,执行关机的流程。这里的x是我们提前准备好的一个盒子。没有信号输入的时候保存为0
明白了这个道理,我们就可以编一些简单的程序了。
比如让电脑在显示器上显示一个圆。写好了、很复杂。也许累了半天。
但是以后再要画圆,就不用再写了。因为我可以保存这段代码。下次用的时候,只需要改变直径参数就可以了。但是这段代码很长,抄起来也很费时间。所以我们取个代号,比如是cor,用逻辑方法,如果我们输入cor时候,机器输出画圆的代码串。
我们再加个参数,比如cor=10,这样电脑就会画一个直径10的圆。你自己的代码可以简写成cor,别人写的就不一定,他可能会简写成roc什么的。为了让别被人也读懂你的代码,最好是统一下。
有个很牛的人叫做“basic”,写了很多机器代码,有的是控制显示器画直线,有的控制时间,有的命令只是帮助计算。他把这些命令全部保存起来,都复制给别人用,大家都用,用的人多了,就成了一种语言,叫做”basic”。
我们再用”basic”编译成更高级的编程语言,比如c,“basic”一个命令可以代表上百个机器开关,可以敲3下键盘就画一个圆。c语言一个命令可以代表上百条”basic”命令。
可以敲2下键盘就画一个奥迪。在c的基础上,我们还搞了c。机器在翻译的时候,会先将c翻译成c语言,在把c语言翻译成机器语言。这就是编程。
处理器完成后,潘力又复制了63块,然后利用互联技术,组成一个cpu群组,然后连接各部件,于是乎灵魂计算机就这样诞生了!
这时候的潘神才是一个真正的潘神!
一个神一般的存在。
当然,这只是因为潘力自己脑子并不怎么好用,所以弄个计算器放脑中,辅助自己。
为什么?
因为潘力没有金手指啊,没有系统,没有远古老爷爷,还不允许他自强么?
每一个穿越者都是上帝的宠儿,既然穿越了总要努力的吧?
他可不信穿越者福利会后期发放,如同咸鱼般坐等!