【crash courses of computer science】1-5
01：早期的计算
（1）算盘：
- 手动计算器 && 存储着当前的计算状态
- 人们制造算盘是因为：社会的规模已经超出个人心算的能力
- 计算机先驱 Charles Babbage 说过：随着知识的增长和新工具的诞生，人工劳力会越来越少"
（2）步进计算器：第一台能做"加减乘除"全部四种运算的机器
（3）计算表
（4）Charles Babbage —— 差分机、分析机
- "差分机"，能近似多项式。
- 分析机不像差分机，步进计算器 和以前的其他计算设备
- 分析机是 "通用计算机" "general purpose computer"
- "自动计算机" 的概念：计算机可以自动完成一系列操作
- 英国数学家 Ada Lovelace 给分析机写了假想的程序，她说："未来会诞生一门全新的，强大的，专为分析所用的语言"。因此 Ada 被认为是世上第一位程序员.
（5）人口普查——打孔卡片制表机
- Herman Hollerith
- Hollerith 成立了制表机器公司，这家公司后来在 1924 年与其它机械制造商合并，成为了 "国际商业机器公司"，简称 IBM
02：电子计算
（1）最大的机电计算机之一 —— 哈佛马克一号
- 这台机器最早的用途之一 是给"曼哈顿计划"跑模拟
（2）继电器
- 用电控制的机械开关
- 继电器内的机械臂 *有质量*，因此无法快速开关
- 1940 年代一个好的继电器 1 秒能翻转 50 次
- 另一个限制是齿轮磨损
（3）术语 "bug" 的来源
- 1947年9月，哈佛马克2型的操作员从故障继电器中，拔出一只死虫
- Grace Hopper（这位我们以后还会提到）曾说
- "从那时起，每当电脑出了问题，我们就说它出了 bug（虫子）"
（4）热电子管
- 真空管内没有会动的组件，这意味着更少的磨损
- 每秒可以开闭数千次
- 有点脆弱，并且像灯泡一样会烧坏
- 这标志着计算机 从机电转向电子
（5）晶体管
- 每秒可开关上万次
- 固体，体积小，能工作几十年
- 如今，计算机里的晶体管小于 50 纳米
03：布尔逻辑与逻辑电路
（1）二进制
- 电路闭合，电流流过，代表 "真"
- 电路断开，无电流流过，代表"假"
- 状态越多，越难区分信号。所以我们把两种信号尽可能分开，只用"开"和"关"两种状态
（2）布尔代数
- 数学的分支，只用“真”和“假”，解决所有的法则和运算
- 三个基本操作：NOT, AND 和 OR
（3） 逻辑门
- 一个晶体管：
- 输入为真，输出为真；输入为假，输出为假
- NOT门
- 门：控制电流的路径
- 两个晶体管：
- OR门
- AND门
（5）逻辑门的简便画法
- NOT 门的画法是三角形前面一个圆点
- AND 门用 D 表示 ，OR 门用太空船表示
- XOR门：一个 OR 门 + 一个笑脸
04：二进制
（1）8 位机，8 位图像，8 位音乐
- 意思是计算机里大部分操作都是 8 位 8 位这样处理的
- 1 bytes = 8 bits 1 字节 = 8 位
- Mega 是百万字节（MB）, Giga 是十亿字节（GB）
（2）正负
- 大部分计算机用第一位表示正负：1 是负，0 是正
（3）地址
- 计算机必须给内存中每一个位置，做一个 "标记"
- 这个标记叫 "地址", 目的是为了方便存取数据
（4）浮点数的表示法——IEEE 754标准
- 在 32 位浮点数中
- 第 1 位表示数的符号——正或负
- 接下来 8 位存指数
- 剩下 23 位存有效位数
（5）表示字母——给字母编号
- ASCII，美国信息交换标准代码
- 通用交换信息的能力叫 "互操作性"
- 128 到 255 的字符渐渐变得常用，这些字符以前是空的，是给各个国家自己 "保留使用的"
（6）Unicode——统一所有的编码标准
05：算术逻辑单元
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