算术逻辑单元 ALU | 书香讲 CS 之五

ALU 介绍

上次我们讲到了计算机如何表示和存储数字以及文字，但计算机真正的目标是进行计算、有意义地处理数字，比如把两个数字相加等等。这些事是由计算机的一个叫“算术逻辑单元（ALU）”的部件来处理的。ALU 是计算机的大脑，也是现代计算机的基石，基本上计算机所有的操作运算都会用到它。

2019-08-09

Article / Theory

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布尔逻辑与逻辑门 | 书香讲 CS 之三

二进制

我们从机械计算机，升级到了机电计算机，再到了电子计算机，逐渐希望用“电”来代替“机械运作”进行计算。减少了机械设备，就能降低计算机的物理磨损，可以使计算更加可靠，也变得更快。

还记得莱布尼茨的步进计算机吗？它用 10 个齿的齿轮来代表十进制数进行计算。然而，当我们试图用电流强弱的程度来表达十进制的时候，却发现受到的干扰太多了（比如计算机电池要没电了，或者电源电压不稳等等）。为了解决这个问题，人们尝试过制造五进制，三进制的电子计算机，却依然不能进行可靠的计算。于是，可以只用电流“开”，“关”两种状态进行表达的二进制计算机被设计了出来。

2019-08-09

Article / Theory

12 分钟读完 (大约 1790 个字)

计算机中的二进制 | 书香讲 CS 之四

二进制数字

之前我们制作出了逻辑门，让计算机可以表示逻辑“真”或“假”。但是只靠这两个状态，我们没法表达更多的信息，这时，我们就需要了解一些数学了。别紧张，这个可能比你初中学的数学还要简单！

用一个二进制的数可以表示“真”或“假”，我们用数字的方式计为 1 或 0。想要表达更多的信息怎么办呢？让我们想想十进制的数，一个数字可以表示 0 ~ 9，如果想表示 10 以上的数字，我们就在前面加上一位，就能表示出 0 ~ 99 的数字。二进制也是同样，通过在前面添加位数，可以表达更多的信息。

2019-08-07

Article / Theory

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电子计算机 - 书香讲 CS 之二

机电计算机的弊端

随着人口爆炸型增长，贸易开启、战争需求以及对科学工程更高级的研究，人们对数据计算的要求越来越高。打卡式的机电计算机的出现，代替了人们手工式的计算，极大的提高了计算效率。

世界上最大的机电计算机之一是由 IBM 公司在 1944 年生产的“哈佛马克一号”，这部计算机重达 4500 公斤，由 76 万 5 千个组件，300 万个连接点以及 800 多公里长的导线组成。并且，为了保持它内部的机械装置同步，有一个 15 米长的连接杆将其连接起来，并由一台 5 马力的电机来驱动。