神奇的计算机

我们对计算机了解有多少，它能做很多信息处理，总的来说有输入，处理和输出这三个功能。具体来看可以计算数字，分析图形，解码音频或视频，至于输入文字，播放视频或音频等都是它相对简单到不能再简单的功能。

一个优秀的计算机系统是离不开强大的运算能力，运算需要硬件，软件。而无论是硬件还是软件，它们交流指令不是靠把一个个数字或者文字全部记住并理解，而是用了一个很取巧的的办法，用数字0和1作为基础，其他的都在这个基础上做加工或者表达，不同的0和1代表不同的含义。

可是，它为什么只用0与1，再多用几个数字或者符号岂不是更好。其实这里面从语义上0和1不是最优的，但是从计算机设备角度却是最优的，两个数字简单，可以用电路开关来代表。当加入逻辑运算与的关系，或的关系，非的关系等后，壮大了可以组合和计算的工作量，形成了一个语义复杂但底层关系却非常简单的系统。

当然了，一个计算机的内部构造，无论是硬件还是软件，都远比上述描述要复杂的多，不过底层原理就是这么些，0和1能够成为计算机语言和基石，背后是一个清晰的逻辑，因为清晰所以容易理解，逻辑与电路开关联系在一起，也自然而然开启一个新世界。

所以当《三体》里的三体游戏中描绘出冯诺依曼发明了人体计算机时，借用秦始皇的三千万士兵来模拟计算机的运算原理，逻辑与、或、非等，三个士兵构成一个基础的逻辑单元，再不断的叠加，构成中央处理器，内存存储器，外部存储器等，就显得格外壮观，其实一个计算机不就是一套数以万计的人在做简单的运算，只不过运算的次数被无限次放大和叠加，形成一种强大的算力。

最后我们来一起欣赏下三体里人体计算机的开机画面：

“陛下，这就是我们开发的‘秦1.0’版操作系统，计算软件将在它上面运行。陛下您看——”冯·诺伊曼指指下面的人列计算机，“这阵列是硬件，而这张纸上写的是软件，硬件和软件，就如同琴和乐谱的关系。”说着他和牛顿又展开了一张同样大小的纸，“陛下，这就是用数值法解那一组微分方程的软件，将天文观测得到的三个太阳在某一时间断面的运动矢量输入，它的运行就能为我们预测以后任一时刻太阳的运行状态。我们这次计算，将对以后两年太阳的运行做出完整预测，每组预测值的时间间隔为一百二十小时。”

秦始皇点点头，“那就开始吧。”

冯·诺伊曼双手过顶，庄严地喊道：“奉圣上御旨，计算机启动！系统自检！”

在金字塔的中部，一排旗手用旗语发出指令，一时间，下面大地上三千万人构成的巨型主板仿佛液化了，充满了细密的粼粼波光，那是几千万面小旗在挥动。在靠近金字塔底部的显示阵列中，一条由无数面绿色大旗构成的进度条在延伸着，标示着自检的进度。十分钟后，进度条走到了头。

“自检完成！引导程序运行！操作系统加载！！”

下面，贯穿人列计算机的系统总线上的轻骑兵快速运动起来，总线立刻变成了一条湍急的河流，这河流沿途又分成无数条细小的支流，渗入到各个模块阵列之中。很快，黑白旗的涟漪演化成汹涌的浪潮，激荡在整块主板上。中央的CPU区激荡最为剧烈，像一片燃烧的火药。