最近讀了本好書，特別推薦下《編碼：隱匿在計算機軟硬件背後的語言》。
作者Charles Ptezold很牛 世界上七位Mricosoft Pointeer之一。介紹了計算機編碼的原理，結合生活中例子詳盡描述了編碼在日常生活中的應用（電報機、盲文凹凸字、膠片相機、UPC條形碼）等，整體上用通俗易懂的語言描述了複雜的計算原理。同時該書也介紹了整個計算機發展的歷史，一本很好的計算機歷史書，知道了計算機發展的先驅人物。他們是：摩爾斯（電報機摩爾斯碼）、布萊葉（盲文二元編碼）、布爾、巴貝芝（差分機解析機，計算機雛形）、摩爾（定律）、香農（信息論）、迪摩根（定律 -A*-B=-(A+B) P94）、布萊尼茨、圖靈、馮諾曼伊、赫茲（無線電波 週期）。
以下是部分摘錄和總結：
結合布爾表達式 、電路原理介紹了繼電器（線圈纏繞鐵棒通電具有電磁感應，用來放大信號、自動控制開關）、邏輯門（繼電器的組合、與門（用於加法器的進位）、與非門、或門、
或非門（只有兩個輸入都爲0時，才輸出1）
異或門（其輸出1，其兩個輸入不能同時爲1，用於加法器的相加）、反向器、緩衝器（什麼都不做）、
半加器：求A、B的和 從而得到一個和輸出 一個進位輸出P99
全加器：在半加器的基礎上處理進位
）
加法機需要144個繼電器，這個數目如何得到呢?每個與門、或門、與非門都需要2個繼電器，所以，一個異或門需要6個繼電器。一個半加器由一個異或門和一個與門構成，所以它需要8個繼電器。一個全加器需要兩個半加器和一個或們，所以它要18個繼電器。對於8位二進制加法機而言，共需要8個全加器，即18×8=144個繼電器。
當兩個開關都斷開時，電路有兩個穩定狀態，這樣的一個電路稱爲觸發器。
觸發器電路可以保持信息，換句話說，它有記憶性。它可以“記住”最近一次是哪個開
關先閉合的。如果你遇到這樣一個觸發器，它的燈泡亮着時，你可以確定最近閉合的是上面
的開關；而燈泡滅着時則是下面的開關。
電平觸發式
意思是說只有在時鐘端輸入從0變到1後（即高電平時），數據端
輸入的值才能保存在鎖存器中。注意，在時鐘端輸入爲1期間,數據端輸入的任何改變都將反
應在Q或-Q端的輸出值上。
這個電路就是所謂的電平觸發的D型鎖存器，它表示電路鎖存住一位數據並保持至將來使
用。它也可以稱爲1位存儲器
邊沿觸發：
對於邊沿觸發器而言，只有當時鍾從0變到1的瞬間，輸出纔會改變。在
電平觸發器中，當時鍾輸入爲0時，數據端輸入的任何改變都不會影響輸出；而在邊沿觸發器
中，當時鍾輸入爲1時，數據端輸入的改變也不會影響輸出。只有在時鐘輸入從0變到1的瞬間，
數據端的輸入纔會影響邊沿觸發器的輸出。
如何實現加法？
如何實現減法？
避免借位，採用加上一串1中在減去一串1（加1減100000000）的方法。
（減數從一串1中減去，差稱爲1的補數），組成求補器、8位加法器及一個異或門的組合。
把減法轉換爲加法。P110
你可以用某一位代替負號，當該位爲1時就表示負數，爲0時表示正數，這似乎也是可行
的。但還有一種方法，它不僅能表示負數，而且還很適於把正數和負數相加到一起。這種方
法的不足之處是你必須提前決定數字需要多少位.
二進制數可以有兩種不同的使用方法。二進制數可以是無符號的或有符號的，無
符號的二進制8位數的表示範圍從0～2 5 5，有符號的二進制8位數的表示範圍從－ 1 2 8～1 2 7。
這些數本身不會告訴你它們是否帶有符號。
二進制中對應的系統稱爲2的補數。
要計算2的補數得先求出1的補數再加上1，這等同於先求反再加1
要計算2的補數得先求出1的補數再加上1，這等同於先求反再加1。例如，十進制數1 2 5是
0 11111 0 1，要用2的補數來表示－1 2 5，可先取反得1 0 0 0 0 0 1 0，再加1就得到1 0 0 0 0 0 11。可用上
表來驗證這個結果。要回到原來的數只需同樣的操作：取反後加1。
這個系統使不用負號就能表示正、負數，它也使我們只用加法規則就可以隨意進行正、
負數運算。例如，計算－ 1 2 7 + 1 2 4，利用上表即得
1 0 0 0 0 0 0 1
+ 0 1 1 1 1 1 0 0
= 1 1 1 1 1 1 0 1
和是十進制的－3。注意上溢或下溢的情況 會忽略最高位而得到錯誤的結果。
總結：在數字表示正負系統裏，可以採用補數的處理方式把減法轉換成加法。減法不過是負數的加法。
減去某個數可以看作加上該負數的補數（要把3位負數轉換成1 0的補數，需從9 9 9中減去它再加1，同理
要計算2的補數得先求出1的補數再加上1，這等同於先求反再加1）。
自動操作：
jump 指令
在一開始進行加法運算時，我們把數據和指令碼分別存儲到兩個不同的RAM上，爲了使兩者在同一個RAM並存
需要使用jump指令
條件指令
在進行乘法運算（即理解爲多個加法運算 幾個幾加幾遍）時，但我們不要重複指令及浪費空間。
在用jump指令循環求和時需要在一定條件下停止運算，需採用條件指令 指定停止條件。
需要添加零鎖存器及控制信號來模擬條件控制。
以下是對一個問題的思考及解答：
++++++++++++++++++++++摘自P168++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
我們想讓轉移指令做的是使循環過程只重複所需的次數，這就是條件轉移，它實施起來
並不困難。我們要做的第一件事情就是增加一個與進位鎖存器類似的1位鎖存器。因爲只有8
位加法器的輸出全爲0時它才鎖存1，所以叫它零鎖存器：
只有當或非門的8個輸入全爲0時，其輸出才爲1。同進位鎖存器的時鐘輸入一樣，只有當
加法、減法、進位加法或借位減法指令運行時，零鎖存器的時鐘輸入才鎖存一個數，這個被
鎖存的數值叫作零標誌位。注意它，是因爲它似乎行爲相反：如果加法器輸出全爲0，則零標
志位爲1；若加法器輸出不全爲0，則零標誌位爲0。
利用進位鎖存器和零鎖存器，可以在指令表中再添加四條指令：
操作碼 代碼
L o a d 1 0 h
S t o r e 11 h
A d d 2 0 h
S u b t r a c t 2 1 h
Add with Carry（進加位，使用進位鎖存器保存低位相加的進位值） 2 2 h
Subtract with Borrow（借減位） 2 3 h
J u m p 3 0 h
Jump If Zero (零轉移) 3 1 h
Jump If Carry (進位轉移) 3 2 h
Jump If Not Zero (非零轉移) 3 3 h
Jump If Not Carry (無進位轉移) 3 4 h
H a l t F F h
每個操作碼在存儲器中佔1個字節。
例如，只有當零鎖存器輸出爲0時，非零轉移指令才轉移到指定地址。換句話說，如果上
一次加法、減法、進位加法和進位減法指令計算結果爲0，則沒有轉移發生。實現這個設計只
需在實現常規轉移命令的控制信號上再加上一個控制信號：如果爲非零轉移指令，則只有當
零標誌位爲0時，1 6位計數器的置位信號才被觸發。
利用上述代碼實現兩個數的乘法所需的操作可由如下開始於地址0 0 1 2 h處的指令完成：
正如我們所設計的，循環一次後，位於1 0 0 4 h和1 0 0 5 h處的1 6位數等於A 7 h乘以1。上圖中
的這些指令把字節從1 0 0 3 h處裝載到加法器中，此字節爲1 C h。再把這個字節與0 0 1 E h處的數
據相加，此處數據正好是停止指令，但當然也是有效數字。把F F h同1 C h相加與從1 C h減去1的
結果相同，都等於1 B h。這個值不爲0，所以零標誌位爲0，字節1 B h存回到地址1 0 0 3 h處。接
下來是一條非零轉移指令，零標誌位沒有置爲1，所以轉移發生。下一條指令位於地址0 0 0 0 h
處。
記住，存儲指令不會影響零標誌位。零標誌位只能被加法、減法、進位加法、借位減法
指令所影響，因此它同這些指令中最近一個執行時所設置的值相同。
循環兩次後，位於1 0 0 4 h和1 0 0 5 h處的1 6位數將等於A 7 h乘以2。而1 B h加上F F h等於1 A h，
不是0，因此又返回到存儲器頂部。
循環到第2 8次時，位於1004h 和1 0 0 5 h處的1 6位數等於A 7 h乘以1 C h。位於1 0 0 3 h處的值等
於1，它將加上F F h結果等於0，因此零標誌位被置位。非零轉移指令不再轉移到存儲器地址
0 0 0 0 h處，相反，下一條指令爲停止指令。至此，我們完成了全部工作。
============================摘抄結束===============================
解釋：第一遍讀並沒有理解該機制，多讀幾遍後貌似理解了。最大的疑問就是標紅的部分，爲什麼此時1003h處爲1呢？可以多讀幾遍藍色字體。在第一次加載1003h時值爲乘數，以後在地址存的是1003h與停止符（FFh）的和 相當於乘數1Ch減1，直到進行第1Ch（即十進制28）次循環， 相當於減1進行了27次 故此時值爲1了，之後就明瞭了，零標誌位被置位，進行停止指令，而不再跳轉到0000h處了。
=================================================================
