计算机

计算机代表了当代信息技术的最高水平之一。关于计算机 它让我感觉太神秘,太神奇,有时它让我莫名心塞(很想试图大概脉络搞清楚它到底是个怎么个来龙去脉)!它太“强大”了!为此,我最近也看了一些相关书籍和相关文章……以下是我试图把我大脑里我概念里对计算机理解认识[民科 思维的式]的描述出来,有很多认识不足(甚至是错误认识描述)的地方,(如果可以)我真诚希望可以得到更多人一些权威专业的引导、指导和指正(非常非常地感谢):

“模型,是工程师们“想象的共同体.”

“运行在云端服务器上的一个软件,大约要调动10^24个晶体管。”

――《柏拉图和技术呆子:人与科技的创造性伙伴关系》(Plato and the Nerd: TheCreative Partnership of Humans and Technology),作者是加州大学伯克利分校电子工程与计算机科学教授爱德华·阿什福德·李(EdwardAshford Lee)。

以上这两句话对我认识计算机,非常有启迪启发性!

从[大自然物质的物理、化学、生物、特性、规律、规则]基础上来构建各种[心智模型],科学家从大自然中实践探索活动中发现物理、化学、生物、特性、规律、规则,工程师利用这些特性、规律、规则,在实践应用活动中优化完善建立这些特性、规律、规则之间各种转换、联系、关系。以为人类更高效、更安全、更经济各种实践使用运用服务。

所以从头到尾 从一开始人手动输入(通常是健盘+鼠标输入)电信号开始,计算里面都是各种物理硬件模块、元件模块在工作,没有实质真正意义上的‘软件’,所谓的软件只是方便与人交互的电信号转换而来的展示出的效果图像。

在敲击键盘编程的过程中,‘程序’实际上是通过键盘转换翻译成电信号存储到内存了,所谓的编译,是通过鼠标来操作可视化工具平台[模型-工程师们“想象的共同体”-方便人机交互人能更好理解的图像显示给人{ 因为人不能看见‘电压、电流、电场、磁场’,用身体去感知电压、电流、电场、磁场也不太现实,而最好的感知方式就是把那些各种不同的电压、电流、电场、磁场状态特征关系(信号)直接或间转换成为光线(图像)和相关物理硬件振动(声音)}。

人所看到的图像和听到的声音本质上都只是计算机所有的底层物理硬件在工作转换各种不同的电流、电压、电场、磁场特征、状态关系。人在输入设备键盘、鼠标里每个、每步机械操作,最终都是在改变物理硬件里面的各种模块、各种元部件的物理电流、电压、电场、磁场等特征、状态关系。

也就是显示器输出投射光线到人的视网膜里和扬声器振动空气通过声波传播到人的耳膜里,大脑再把这些光线信号和振动耳膜的信号转换成相应的大脑神经网络里的电信号和化学信号-交由人的大脑神网络做相关的分析、运算、判断、执行———其背后对应的是各种物理硬件上的电压、电流、电场、磁场状态特征关系。

而各种软件(抽象符号系统)模型-想象共同体,最后都可以且一定必须层层对应下去,最后都对应着最底层各个硬件模块、各个元件(晶体管)里物理层的电的各种特征状态和他们之间的关系。不同操作启动了硬件设备各个模块元件不同的规则(启动改变转换电的各种特征状态关系或相关连接)。

所有的一切都是对电的各种状态特征关系运用和控制。

所有的输入输出都只是在运用和控制电压、电流、电场、磁场特征状态关系。

图像的输出(显示器):通过主机输出的的各种电压、电流、电场、磁场特征状态来驱动显示器(当前主流的TFT液晶显示屏)里IC的电压改变,使液晶分子排排站立或呈扭转状,形成闸门来选择背光源光线穿透与否,控制显示器里的成千上万液晶材料在时空上的偏转来选择来自显示器里发出的光线发射到由红(R)、绿(G)、蓝(B)三种彩色层组成的彩色滤光片上,通过彩色小光片的光线再投射输入我们的视网膜里,视网膜把相关光信号转换电信号输入大脑神经网络里,我们眼睛就看到丰富多彩的“世界”(“光”真是个伟大的存在)……

声音的输出(扬声器):通过主机输出的的各种电压、电流、电场、磁场特征状态来驱动改变扬声器的线圈中的交变电流,线圈切割磁力线(杨声器由磁铁等构成的恒磁场),线圈将产生运动,运动的方向和大小根据输入的电信号的方向和大小而变化。线圈运动,就带着鼓膜振动,鼓膜振动压缩或拉伸空气(振动空气),从而传播声波,所以我们的耳膜就收到相应传来的振动声波。耳膜把相关振动声波信号转换电信号输入大脑神经网络里……

半导体的物理规律,启动改变转换电的各种特征状态关系或相关连接(计算)是非常非常快的。

计算机只做唯一的工作-就是加法运算,就这个用加法计算的方式来实现减法、乘法和除法,以及填写我们的话费账单,计算按揭付款,编写各种软件、程序应用APP、制作各种图表、文档、PPT、打各种游戏,下围棋、引导火箭到火星……

人的感知有个天然的生理机理上的局限,就是我们很难更加深刻或更加清淅感知呈现超越人体感知极限的那些很小非常小的微观时空事物和很大超极大的宏观时空事物(比如,微观时空事物:据说—美国IBM最新研发的一款超级计算机Summit交付美国橡树岭国家实验室,宣布其浮点运算速度峰值达到每秒20亿亿次(200PFlops),比如一个2平方厘米面积大的硅片上装载着近百亿个晶体管;宏观时空事物 太阳系 银河系 星系的空间大小,光的传播速度约为为3x10⑻米/秒 )。

任事所有生产资料、工具、应用设备、工具都可以分解到:每个各大模块之间的关系,每个各大模块中的各个子模块之间的关系,一直分解到每个元部件(或元器件),每个元部件(或元器件)再分解到每个构成的材料、化合物、分子、电子、直到每个粒子的关系。

冰山一角

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以下附上部分图片,视觉上感受感知下人类在社会实践探索演化发展中这伟大智慧的创作:

计算机主板图片

CPU 芯片电路图片

半导体芯片及 晶体管 相关图片

晶体管

标准掩模(Standard Mask)、相移掩模(Phase Shift Mask)以及硅晶圆上已经印制好的线路(Printed Lines on Si Wafer)比较。应变硅技术可减弱通道中电流的阻力

计算机 主板图解

以下是计算机主要输出设备-液晶显器(LCD)相关图片

以下计算机主要输入控制设备 -键盘 相关图片

以下是计算机主要输入控制设备 - 鼠标 相关图片

以下是计算机主要输出设备-扬声器 相关图片

世界上第一台计算机

1946年2月14日,世界上第一台电脑ENIAC在美国宾夕法尼亚大学诞生。这台计算器使用了17840支电子管,大小为80英尺×8英尺,重达28t(吨),功耗为170kW,其运算速度为每秒5000次的加法运算,造价约为487000美元。

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1.通过图片对比,从视觉上感受 从宏观到微观的[40P]

http://www.360doc.com/content/13/0712/21/6857689_299482029.shtml

备注:以上图片均来源于网络,如有侵权,请联系删除。谢谢!

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