1. 计算机早期历史
-
算盘>>步进计算器>>差分机>>分析机>>打孔卡片制表机
-
Charles Babbage, Ada Loyelace
-
最早的计算设备是算盘。
-
Computer从指代职业变成指代机器
-
机器里有名的是:步进计算器,第一个可以做加减乘除的机器
-
炮弹为了精准,要计算弹道,二战是查表来做。但每次改设计了就需要做一张新表
-
Charles Babbage提出了“差分机”,在构造差分机期间,想出了分析机,分析机是通用计算机
-
Lovelace给分析机写了假想程序,因此成为了第一位程序员
-
人口普查10年一次。Herman Hollerith的打孔卡片制表机大大提升了效率
2. 电子计算机
- 继电器>>真空管>>晶体管
- 20世纪的发展要求更强的计算能力。柜子大小的计算机发展到房间大小
- 哈佛 Mark 1 号。IBM 1944年做的
- 继电器,继电器一秒最多50次开关
- 继电器出 bug
- 1904年,热电子管出现。第一个真空管。改进后变成和继电器的功能一样
- “巨人1号”计算机在英国 布莱切利园 管次大规模使用真空管。但编程麻烦。还要配置
- 1946年宾夕法尼亚大学的 ENIAC 是第一个通用可编程计算机
- 1947年,贝尔实验室做出了晶体管。晶体管有诸多好处。IBM很快全面转向晶体管
- 硅谷的典故:很多晶体管和半导体的开发都是这里做的。而生产半导体最常见的材料是硅
- 肖克利半导体>>仙童半导体>>英特尔
3. 布尔逻辑 和 逻辑门
-
什么是二进制,为什么用二进制,布尔逻辑
两种状态,二进制 Binary,为了控制信号避免干扰,布尔代数的应用
电路闭合,电流流过,代表“真”,true,1
电路断开,无电流通过,代表“假”,false,0
-
3个基本操作:NOT, AND, OR
-
解释3个基本操作
非门:类似打开输入(true)就接地,电流无法流过输出,输出为 false
与门:串联电路,一假即假,永远为假
或门:并联电路,一真即真,永远为真
-
XOR 异或
异或门:二者不可兼得,有真有假即为真
4. 二进制
-
用十进制举例二进制的原理,演示二进制加法。存储单位MB GB TB等(MiB GiB?)
Bits:位/比特。一个 1 或 0 叫一“位”
Bytes:字节。8位 = 1字节
-
正数,负数,整数,浮点数的表示
小数点可以在数字之间浮动,称为浮点数。一般用科学计数法存储(IEEE 754标准)。
\(625.9\) 表示为 \(0.6259×10^3\),“其中.6259”是“有效位数”(significance),“3”是指数(exponent)
存储数值时,第一位(最左边)表示正负,0为正
在32位计算机中,用8位存指数,23位存有效位数
-
美国信息交换标准代码 - ASCII,用来表示字符(7位,足够存128个不同值,即使8位,汉字也不够用)
-
UNICODE 1992 年诞生,是字符编码标准,解决 ASCII 不够表达所有语言的问题,常见16位足够)