iT邦幫忙

2022 iThome 鐵人賽

DAY 2
1
自我挑戰組

電腦、網路大解密 系列 第 2

Day 2 - 電腦運作的基本原理

  • 分享至 

  • xImage
  •  

雖然說中文叫做電腦,但正確來說應該稱為計算機,因為並不是一定要用電才能做出能計算的機器。

「計算機」的發展已經超過一百年,並不是有某個人發明了計算機,而是許多聰明的人一直持續改進、修正,運用眾多不同的技術,才能發展出今天我們使用的電腦。所以到底誰是第一台計算機這邊就不探討,對於歷史發展細節有興趣的朋友可以再去參考維基百科,我主要想講的是我覺得對於現代電腦最最基礎的原理。

什麼是二進制?什麼是布林代數?

各位或許有聽過這個笑話

世界上有 10 種人,懂二進制和不懂的

其實二進制和大家熟悉的十進制沒有很大的區別,純粹只是使用的符號比較少而已。只要有進位和零的概念,二進制其實不難理解。

十進制顧名思義就是數到十就進位,1 數到 9 之後,再往下數一個數字是十,但是為了不要無限的發明新的符號來表示每個數字,我們用進位的方式來表示十。10 的 1 在十位數,可以想像成已經數過了一次十,0 在個位數用來補位,表示現在個位數是空的。

二進制只有 1 和 0 兩個符號,數到二的時候就要進位,所以 0x1 接下來就是 0x10 ,也就是十進位中的 2。(通常會在二進制數字前面加上 0x 來和十進制數字區別)

二進制先科普到這邊,接著介紹布林代數。

布林代數是數學的一個研究領域,其中和計算機最相關的是「邏輯運算」的部分。

邏輯運算簡單來說,先假設只有「真」和「假」兩個符號,進行與 (AND)、或 (OR)、非 (NOT) 的運算,得出來的結果也只有真和假。真、假通常用英文的 True、 False 來簡稱,如果把運算結果畫成表格,就變成以下的「真值表」:

AND T F
T T F
F F F
OR T F
T T T
F T F
X T F
NOT X F T

大家可能會聯想到,二進位只有兩個符號 1、0,就有點像是有、沒有,是不是就像是布林代數中的真、假呢?而 AND、OR、NOT 就像是開關,給 AND (或是 OR) 兩個輸入值,會得出一個真值表中的輸出值;給 NOT 一個輸入值,會輸出一個相反的符號。

如果用二進位來表示數字,再用 AND、OR、NOT 當作開關,是不是能做出什麼東西呢?
下回就讓我們來看一看簡單的開關,是如何組成一個「加法器」的。


上一篇
Day 1 - 前言
下一篇
Day 3 - 做出一個加法器
系列文
電腦、網路大解密 30
圖片
  直播研討會
圖片
{{ item.channelVendor }} {{ item.webinarstarted }} |
{{ formatDate(item.duration) }}
直播中

1 則留言

0
Taiming
iT邦研究生 5 級 ‧ 2022-09-30 09:18:32

好清楚的說明!如果我讀大學時能夠看到這一篇,計算機概論就會考 100 分了!

我要留言

立即登入留言