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【读书笔记|【读书笔记】计算机是怎样跑起来的】学习态度：守破离

计算机是怎样跑起来的读书笔记

- 序言
- 第一章计算机的三大原则
- - - 问题
    - 计算机的三大原则（计算机的三个根本性基础）
    - 输入、运算、输出是硬件的基础
    - 软件是指令和数据的集合
    - 对计算机来说什么都是数字
    - 计算机硬件的组成要素
- 第二章
- 参考

序言现在的计算机年轻专家们（工程师）与过去的工程师（计算机发烧友）相比，他们对技术的兴趣少得可怜。究其根源，是因为计算机对他们来说，并没有有意思到可以令他们废寝忘食的地步。为什么他们会觉得计算机没意思呢？因为他们不了解计算机。如果仅仅把技术当作一个黑盒，只把时间花在学习其表面上，而并没有探索到其本质，就会不懂该技术，不懂的话，做起来就会感到没意思，也就更不会产生想要深入学习的欲望了。若每日使用的都是些不知其所以然的技术，就会渐渐不安起来。
对于笔者以及昔日的计算机发烧友而言，即使是面对复杂的最新技术，似乎也还是可以轻松掌握的。其原因在于，从可以轻松买到最初的8比特微型计算机的那个时候开始，我们就幸运地接触到了计算机。面对为数不多的技术，我们可以从容地把时间花在学习计算机的基础知识上。而这些基础知识，即使到了今天也完全没有变化。因此，即便面对的是复杂的最新技术，一旦把它们回归到计算机的基础知识上，就变得可以轻松理解了。就算是和年轻的工程师们阅读同样的技术手册，我们领会其中的要点、抓住其本质的速度也要快得多。
其实计算机非常简单，谁都能掌握。只要掌握了，计算机就会越来越有趣。

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第一章计算机的三大原则问题 1 初级问题：硬件和软件的区别是什么？
硬件是看得见摸得着的设备，比如计算机主机、显示器、键盘等。而软件是计算机所执行的程序，即指令和数据。软件本身是看不见的。
硬件（Hardware）代表“硬的东西”，而软件（Software）代表“软的东西”。是硬的还是软的取决于眼睛能否看得到，或者实际上能否用手摸到。
2 中级问题：存储字符串“中国”需要几个字节？
在GBK字符编码下，存储“中国”需要4个字节。
存储汉字时，字符编码不同，汉字所占用的字节数也就不同。在GBK字符编码下，一个汉字占用2个字节。而在UTF-8字符编码下，一个汉字占用3个字节。
3 高级问题：什么是编码（Code）？
通常将为了便于计算机处理而经过数字化处理的信息称作编码。
计算机内部会把所有的信息都当成数字来处理，尽管有些信息本来不是数字。用于表示字符的数字是“字符编码”，用于表示颜色的数字是“颜色编码”。
计算机的三大原则（计算机的三个根本性基础）重点：

1．计算机是执行输入、运算、输出的机器
2．程序是指令和数据的集合
3．计算机的处理方式有时与人们的思维习惯不同

输入、运算、输出是硬件的基础计算机的硬件由大量的IC （Integrated Circuit，集成电路）组成。每块IC上都带有许多引脚。这些引脚有的用于输入，有的用于输出。IC会在其内部对外部输入的信息进行运算，并把运算结果输出到外部。
无论是多么复杂的功能，都是通过组合一个又一个由输入、运算、输出构成的流程单位来实现的，这是毋庸置疑的事实。如果打算用计算机做点什么的话，就要考虑该如何进行输入、如何获取输出以及进行怎样的运算才能从输入得到输出。
输入、运算、输出三者必须成套出现，缺一不可。这样说的原因有几点。
首先，现在的计算机还没有发展到能通过自发的思考创造出信息的地步。因此不输入信息，计算机就不能工作。所以，输入是必不可少的。
其次，计算机不可能不执行任何运算。如果只是使输入的信息绕过运算环节直接输出，那么这就是电线而不是计算机了。可以说不进行运算，计算机也就没有什么存在的意义。
最后，输入的信息如果经过了运算，那么运算结果就必然要输出。如果不输出结果，那么这也不是计算机而只是堆积信息的垃圾箱了。因此，输出也必不可少。

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软件是指令和数据的集合无论程序多么高深、多么复杂，其内容也都是指令和数据。所谓指令，就是控制计算机进行输入、运算、输出的命令。把向计算机发出的指令一条条列出来，就得到了程序。向计算机发出的指令与计算机硬件上的行为一一对应是理所当然的。
程序中的数据分为两类，一类是作为指令执行对象的输入数据，一类是从指令的执行结果得到的输出数据。
对计算机来说什么都是数字用数字表示所有信息，这就是一个很具有代表性的计算机式的处理方法，这一点也正是和人类的思维习惯最不一样的地方。例如，人们会用“蓝色”“红色”之类的词语描述有关颜色的信息。可是换作计算机的话，就不得不用数字表示颜色信息。例如，用“0,0,255”表示蓝色，用“255,0,0”表示红色，用“255,0,255”表示由蓝色和红色混合而成的紫色。不光是颜色，计算机对文字的处理也是如此。计算机内部会先把文字转换成相应的数字再做处理，这样的数字叫作“字符编码”。总之计算机会把什么都用数字来表示。
无论计算机所处理的信息是什么形式，只要把它们都当成是数字就可以了。虽然这有些违背人们的思维习惯，但是处理数字对计算机来说却是非常简单的。
计算机硬件的组成要素计算机内部主要由被称作IC的元件组成。虽然在IC家族当中有功能各异的各种IC，但是在这里希望诸位记住的只有三种：CPU（处理器）、内存以及I/O。
CPU是计算机的大脑，在其内部可对数据执行运算并控制内存和I/O。内存用于存储指令和数据。I/O负责把键盘、鼠标、显示器等周边设备和主机连接在一起，实现数据的输入与输出。

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只要用电路把CPU、内存以及I/O上的引脚相互连接起来，为每块IC提供电源，再为CPU提供时钟信号，硬件上的计算机就组装起来了，还是非常简单的吧。所谓时钟信号，就是由内含晶振的、被称作时钟发生器的元件发出的滴答滴答的电信号。
第二章参考矢泽久雄: 计算机是怎样跑起来的.
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