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[三体]关于智子计算结构的探讨[第3页] |
| 作者:yoyo123ttt |
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虽然说哈佛结构的设计十分精巧，但是流水线的结构远远比一个手工作坊复杂且造价高昂得多，并且在流水线上，想要改变生产顺序，就必须拆掉整条流水线再重新拼装 学过51单片机的同学可能知道，单片机每次修改程序，都得重新烧写存储器的内容，倘若计算机采用哈佛结构，你在Steam上更新一次游戏，就得重新做一次系统，这显然是得不偿失 |
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1.4本章总结 这一章从数学层面讲述了计算机进行计算的原理，并且简单讲述了图灵机 和两种图灵机的两种实现方法 看到这里，你对计算机原理的理解已经超过了90%的中学生和50%的大学生 有了这些基础，你甚至可以去民科吧里面高呼一声 |
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2.0 前言 本章旨在从物理层面介绍计算机系统，只有了解硬件工作原理，才能够讨论不同计算媒质的工作可能性 |
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该文章为科普文章，非学术文章，意在降低理解门槛，所以语言表述不是很准确，不建议拿这种科普内容对比专业知识 |
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快了嗷xdm，马上就要到你们喜闻乐见的量子计算机环节了，就在这一章 |
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2.1计算机硬件概述 前一章我们讲到了图灵机的两种数学结构，即冯诺依曼结构和哈佛结构，但是数学公式它们不能自己在纸上动，真想要实打实造一台计算机，还是要靠硬件支持的 |
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我们这里说的硬件已经被高度抽象化了，不是“三千预算进图吧，一车配件拉进家”的垃圾佬快乐件，而是组成一台计算机所需要的必要单元，毕竟计算机未必都是电子计算机。 为了减小篇幅和门槛，我们只讲核心硬件，即处理器+存储器+输入输出接口，如果大家对其余的硬件原理感兴趣的话，可以参考《大学计算机基础》《深入理解计算机系统》《微机原理》等书目 |
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事实上，一台计算机想要工作，并不需要显卡声卡网卡之类的扩展硬件——这些硬件都是方便后人操作计算机而设计的，如果单纯的执行任务的话，只要用一块CPU，一条足够大的内存，一个能够存放程序的外存，以及简单的输入输出设备搭建出合适的电路就足够了 |
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三大硬件的核心，也就是CPU，是我们研究的主要对象，我们可以回顾一下1.1节图灵机中提到的这张图片 |
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CPU所做的，就是模仿图灵机中读写头扮演的角色 CPU的主要功能只有两个：控制和运算 所谓控制，就是根据指令控制相应的电路元件状态，而运算呢，是根据已有的数据算出我们所需要的数据 我们后面讲电子计算机，量子计算机，和二维计算机的时候，都离不开CPU的运算过程 |
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至于存储器，我们就先笼统地把内存外存放在一块来讲，等到讲智子具体结构的时候，我们再来细分这两部分 按照图灵机模型，当读写头计算完结果后，需要把结果输出到另一个位置的纸带上 从这里可以看出，读写头不会长期保留计算结果，需要单独的纸带记录，存储器就起了纸带的作用，它负责长期保存程序和数据 |
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举个例子，某宝上的js销售电脑的时候，总是对显卡的性能避而不谈，过分强调所谓的“超大显存”，其实显存也是存储器的一种，它只是负责存储GPU运算后得到的结果，真正决定显卡输出数据快慢的，还是GPU运算速度本身，以及GPU与显存沟通电路的传输效率，而存储器大小，不过只是个参考项目罢了 |
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输入输出设备，看字面意思就行，最简单的输入输出设备，只要几个按键，几个数码管就能办到 如图，CSGO的C4就就是输入输出设备的设计典范 |
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今天就写到这了，大家继续消化，明天睡前再写 打实基础，后面的内容才不显得玄幻 |
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