深入理解計算機原理1.1 --HolleWord的程序運行到底經歷了什麼?

   你是不是曾經疑惑爲什麼像英語單詞和數學符合組成的代碼能在計算機系統上運行?
   這到底有什麼作爲更基礎的理論支撐?
   難道是算法邏輯加上數據結構?
   那麼這個算法邏輯又是怎麼回事呢?
   數據結構到底放哪的呢?
   世界是物質的,物質是運動的,運動是有規律的,有規律的東西是我們能認識的。
   我們認識的過程一般是從猜想到證明的。在你疑惑的時候心中應該已經有過無數種可能的猜想了,我直接從物理基礎入手來一步一步的證明代碼爲什麼能在計算機上運行。本來想從計算機組成原理的開始證明的,但我依然覺得不夠清晰,怕你還是會有很多疑惑,接着能從評論區向更基礎的物理知識裏面問出十萬個爲什麼,所以我還是從物理的基礎來說。假如把這一整體當做你的一生,不講物理基礎就好比你錯過了一個出生和童年,物理基礎就是爲你找到親生父母和回童年的回憶。
說了這麼多的引題的廢話,我們還是言歸正傳,先從計算機的出生說起:
 
  1946年2月14日,由美國軍方定製的世界上第一臺電子計算機“電子數字積分計算機”(ENIACElectronicNumericalAndCalculator)在美國賓夕法尼亞大學問世了。ENIAC(中文名:埃尼阿克)是美國奧伯丁武器試驗場爲了滿足計算彈道需要而研製成的,這臺計算器使用了17840支電子管,大小爲80英尺×8英尺,重達28t(噸),功耗爲170kW,其運算速度爲每秒5000次的加法運算,造價約爲487000美元。
   ENIAC的問世具有劃時代的意義,表明電子計算機時代的到來。在以後60多年裏,計算機技術以驚人的速度發展,沒有任何一門技術的性能價格比能在30年內增長6個數量級。
   世界上第一臺數字計算機採用的邏輯元件是電子管。下面我講解下電子管的構造和物理基礎。
這裏取陰極電子二極管爲例:
 
   物理基礎:電子在真空電場中的運動。
爲了更好的去爲解釋這個原理我也不用什麼複雜的積分微分形式的公式來表達,直接通俗解釋爲正向接電有電流通過,反之則無。就像潑出去的水,反不過來。雖然這個例子有點牽強但說的就是它的一個單向性,最大的用處就是開關的功能了。這將成爲計算機的最大物理基礎。是不是很不可思議,後面我會一點一點給你講解開關的思維是如何貫穿整個計算機的硬件軟件的始終的。
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