计算机是怎么跑起来的(1)

前言

前段时间有人在开发者头条推荐了几本书，其中包括《计算机是怎么跑起来的》《程序是怎么跑起来的》作者是日本的矢泽久雄。

看过之后收获很大，如书中所说很多程序员理解面向对象，精通Java php 等等，但是对于计算机和程序的基本运行原理却知之又

少，也许这就是一个程序员跟一个伟大程序员之间的差距之一吧。

本文将这两本书合二为一，加入自己的发散思维，算是读书笔记，也希望对阅读者能有所帮助，由于作者水平有限，错误不足之处

请指正。

文章没有具体的规划，大致内容以及顺序如下：

     0x00 认识计算机

     0x10 计算机硬件组成是这么简单

     0x20 计算机程序

     0x30 计算机操作系统

     0x40 现代计算机

 

0x00 认识计算机

     0x01 计算机是输入-运算-输出 的机器

　　　　　 计算机通过I/O设备输入输出，如 鼠标，键盘，计算器的按键，游戏机把手都是输入设备，那么 计算器 和游戏机是不是计算机呢？

        是啊，当然是 绝对是，它有 输入-运算-输出，干嘛不是呢？

               CPU是负责运算的，那么CPU是怎么知道该算加减还是乘除呢？是程序，CPU按照程序的指令做运算

     0x02 程序是指令和数据的集合，怎么把程序发送给CPU，然后CPU又是怎么运算的呢？下面我就画一个超级简化的“CPU”来说明

             在制造这个“CPU”之前，我们只需要提前约定好下面规则

                     5V电压代表 1

                     0V电压代表 0

                     当C指令引脚电压为5V，CPU直接将D数据引脚的电压直接输出到O引脚

                     当C指令引脚电压为0V,CPU将D数据引脚的电压翻转后输出到O引脚

 

上图的”CPU“是我们自己制造的，我们输入不同的程序（指令引脚电压和数据引脚电压），就会得到不同的输出值

罗列得到如下表格：

C指令引脚输入值	D数据引脚输入值	O输出引脚输出值	备注
1（指令为1）	0	0	输入程序10-->输出0
1（指令为1）	1	1	输入程序11-->输出1
0（指令为0）	0	1	输入程序00-->输出1
0（指令为0）	1	0	输入程序01-->输出0

 

 

 

 

 

下面我们开始编程：

11 10 00 01  这样CPU依次输出 1 0 1 0，如果接到LED灯上，就是 亮 灭 亮 灭

00 00 11 10  这样CPU依次输出  1 1 1 0 ，如果接到LED灯上，就是 亮 亮 亮 灭

看到这里你应该能理解了，所有的程序，无论是什么高级编程语言 java， php， c ， python 最终都会转化成二进制的形式，然后通过高低电压接入CPU输入引脚

CPU计算后，再通过输出引脚输送出来。（真正的CPU复杂的多 有 I/O引脚  地址引脚  数据引脚 控制引脚 等等，不要着急这些我们后面都会了解的清清楚楚）。

    0x03 计算机跟人不同

           计算机的世界里只有高电压和低电压，也就是只有 1 和 0 ，而我们人类世界有1234567890，有赤橙红绿青蓝紫，有乘除，有汉字，这些计算机怎么表示，怎么计算呢？你肯定马上就能回答，用 二进制编码表示，二进制指令计算。

结束

下篇我们就做一个简单的计算机，有内存，有I/O口，有时钟，理解一个计算机到底是怎么运转的。