“CPU如何工作？”
（這個問題由隨筆《一種很簡單的編程語言》引發）（該文寫了一部分，還未發表）
我看過《編碼：隱匿在計算機軟硬件背後的語言》，但是今天回想這個問題，還是覺得不懂，於是上網搜索，結果還是不懂。這本書強大到——用繼電器實現CPU！但我爲什麼還是沒看懂？
我不會覺得自己笨，所以一定是書有問題。（呵呵？）但是這本書不該有問題，那……總之不怪我，是書的表達問題……
心理學中曾有構造主義和機能主義之爭。我打個比方：有一隻懷錶，爲了弄懂其如何工作，構造主義仔細地拆開了表，說：“這個表有100個齒輪。”而機能主義看了看錶，說：“這個表有一個錶盤，錶盤之下必然有一個動力系統，也必然有一個能量儲存系統。”——二者說得都很對，但是前者顯然仍不知道表如何工作，我們也似乎也不能說後者就弄懂了表如何工作。那麼，我們該怎麼回答這個問題呢？
我們使用懶人信條的第二條，假設我們已經回答完了，所以你也該懂了——什麼叫“懂了”？“我明白CPU是怎麼工作的了”、“我明白懷錶是怎麼工作的了”、“我懂微積分了”，這些都是什麼意思？也許某人會算二次函數下的面積，但他未必“懂”微積分，因爲他只知道可以套用某個公式。但我還知道爲何可以套用這個公式——因爲這個公式包含在微積分基本定理中，而微積分基本定理對光滑曲線總是有效。雖說要是把“爲什麼”一直問下去，我也不會懂，但其一我懂的比他多，其二我已經觸碰到了最基本的一些定律。由此可見，“懂”就是能把基本的東西一直上推到表面——通過不斷組合。所以對於CPU，要做的就是從門電路開始——但通過對門電路的組合，我們可以組合出新的成分，並以此爲新的基石。自底向上是構造主義，自頂向下是機能主義。前者是工程組裝順序，後者是分析設計順序。二者必然是可以對接的——但是在心理學中，這個對接十分困難，從神經到精神實在太遠——CPU則相對簡單。《編碼：隱匿在計算機軟硬件背後的語言》這本書，大體是按構造主義方法寫的，這很好，但是缺點是看不到目標；而用機能主義方法寫，則看不到底層細節——也就是我們擁有的東西。對接是感人的：你用機能主義方法分析出了一個基本需要，然後發現某現有之物恰可以去滿足這一需求——這讓人興奮。但我也就是說，在目標主導的情況下，機能主義方法纔是基本的，要回答“CPU的工作原理是什麼”，也當從機能主義角度開始。倒不是說這本書倒過來寫更好些，但絕對更快、更簡練。但是開頭——從繼電器到門，就難以倒敘了，我承認這是一個例外，並且難以言說，或許是因爲繼電器過於基本了？但是畢竟結構主義路線在這裏過於難走，（心理學尚有解剖可看，並且器官可能作用並不單一而是經過高度合併；而CPU是我們的設計，合併功能是未來的事了）總之設計應當主修機能主義，而拆表工作中結構主義就更沾光一些——也只是一些。
那麼我是不是該試圖回答一下這一問題——“CPU如何工作？”
第一步，“CPU”是什麼？——先列出計算機的全部結構：
- 邏輯儲存器（包括儲存器、輸入、輸出，此抽象來自《彙編語言》）
- CPU（包括運算器、控制器，此抽象來自《計算機組成原理》）
……不得不說我再一次意識到自己的紕漏——問題應該是“CPU”是完成何工作之物。而在此之前我先回答一下計算機爲完成何工作之物——我們定義一臺簡單計算機，爲了區別於圖靈機，暫稱“簡單機”，其工作原理如下：
- （初始化）簡單機分爲“儲存部分”和“處理部分”，儲存部分爲足夠長的一串的字節（8位），處理部分爲一個寄存器A和一套指令，寄存器A存放地址，指令將一個數對應於一個操作，這個操作可以按固定規則地更新寄存器A和儲存部分。
- 執行寄存器A中數值對應地址中的操作
- 回到1
然而這不就是那一篇隨筆（見開頭）中的BF語言嗎？我們甚至不需要那個寄存器A，把寄存器A看做某個固定地址就可以，把第一條改爲“執行地址…中的操作”。如果這樣，那麼CPU就是幹這件事的東西，即【把數字轉化爲數據操作】
CPU就是把數轉化爲操作的東西
現在才得出這個結論似乎有些可笑——CPU等價於一個switch，但我們知道數據很容易儲存，操作呢？我們以“取某地址的數”操作爲例：（設置一個寄存器X來簡化）
（參考《編碼：隱匿在計算機軟硬件背後的語言》第17章）
（2018-1-6 於地球， 未完待續）