白話計算機入門書籍--《穿越計算機的迷霧》有感


一本好書,是能夠促使你不斷地思考書中的話語,並且和自己學過的知識作對比,李忠的《穿越計算機的迷霧》成功地做到了這兩點。這本計算機入門級書籍,深入淺出的講解了二進制、繼電器、與或非門還有觸發器等計算機方面的基本概念,讀來意猶未盡。

具體講述如下:作者從如何制作加法器問題入手,引進了采用二進制來做加法器;

第四章講解了中學物理上的電能生磁現象,從而制作電磁鐵,用電磁鐵吸引銜鐵產生了繼電器。接着提出問題:如何用電流來傳遞信息?於是引出了莫爾斯電報和電話的發明,因為兩種發明是通過架設線路,也就是通過電流來傳遞信息。接着講述了無線通信的發展,無線通信也就是利用電磁波來傳遞信息,手機打電話、發短信都是利用無線電波在通信。

第五章講到了布爾將邏輯學和數學結合起來開創了數理邏輯;香農把布爾代數和電學結合起來,開創了一個新的領域:開關電路。清晰地講解了與門、或門和非門怎么用繼電器搭起來的。讀完這一章,我對與或非門的內部結構有了直觀的認識,加深了對這三種門電路的理解。

第六章講了全加器和加法器內部的電路實現,全加器如下圖所示:

上圖中,A和B分別來自被加數和加數的一個比特,Ci來自右邊一列的進位,S是本列的“和”,不包括進位數;C0是本列產生的進位(給下一列的)。通過列出真值表,從而推導出上圖全加器的邏輯表達式,然后利用上一章學習的與或非門實現,這樣就完成了全加器的內部電路構造,全加器內部電路如下:

論述了全加器后,用3個全加器組成一個三比特的加法電路,加法電路如下圖:

目的是計算:a2a1a0+b2b1b0的值。對上圖的加法電路進行封裝,得到了加法機,如下圖:

為了使S3、S2、S1和S0的輸出結果可視化,作者在輸出端加入了4個燈泡,通過觀察燈泡的亮滅來直觀的獲取結果。真可謂妙啊!

 第七章講解了振盪器和觸發器是如何從簡單的非門設計出來的。對於振盪器來說,把非門的輸入和輸出相連,形成了反饋,這樣就構成了一個振盪器。觸發器的設計也不外乎將輸出端與另一個輸入端相連,形成了R-S觸發器。

讀完這章,明白了R-S觸發器的內部電路,並知道了它是怎么工作的,更重要的是明白了R-S觸發器為什么是這樣工作。

第八章講了D觸發器是怎么來的以及D觸發器是怎么保存一個比特的。開篇提出問題:“由於觸發器具有記憶功能,那如何能設計觸發器,保存一個比特數?”,為了解決“保存一個比特數”問題,引進CP控制端和兩個與門電路,得到了D觸發器。接着,用兩個D觸發器和一個非門組成了邊沿D觸發器。然后通過簡單的電路設計,引出了T觸發器,也叫做反復觸發器,它的功能是:反復按動開關,燈泡會在亮滅之間交替變化。后面形象地解釋了非門振盪器的輸出和你用手反復撥動開關產生的效果是一樣的。

讀完這章,明白了各個觸發器是怎么工作的,填補了大學時代數電課上對觸發器知識的空白,真的是通體舒暢。

 第九章開篇提出問題:“如何統計葯丸的數量?”,循循漸進地講解了統計葯丸的數量就是計算脈沖的個數,於是設計了計數器,計數器內部由5個反復觸發器構成,最大計數值為2^5-1=31。計數器應用在手表、手機等電子產品中。

第十章講解了我一直疑惑的寄存器,原來寄存器是由多個上升沿觸發器構成的。然后講解了用控制器來充當人類的大腦。

第十一章講了存儲器是怎么構造出來的,並實現了讀/寫一個二進制數(5比特)的存儲器;然后講解了存儲器是怎么存儲和輸出的。

剩下幾章講了計算機指令、集成電路、緩存技術以及操作系統的一些知識,最后一章簡要講解了計算機的應用場景如寫文章排版、圖像和視頻等。

讀完《穿越計算機的迷霧》,對計算機世界的框架有了大致的了解,對中學和大學時代學的物理、模電、數電知識有了進一步的理解,許多當時沒明白的問題,現在豁然開朗,這就是讀一本好書的價值所在吧!

 


免責聲明!

本站轉載的文章為個人學習借鑒使用,本站對版權不負任何法律責任。如果侵犯了您的隱私權益,請聯系本站郵箱yoyou2525@163.com刪除。



 
粵ICP備18138465號   © 2018-2025 CODEPRJ.COM