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1.如何设计一个计算机?

1.如何设计一个计算机?

作者: 牛家彬 | 来源:发表于2019-05-14 02:35 被阅读0次

今天在课上老师让小牛计算一次y = f(x),其中f(x) = x ^ 2 + 1,其中x=2,这对于小牛来说太简单了,口算就能算出来。由于问题太简单了,小牛心想能不能设计一个机器,在这个机器上写好一段文字:f(x) = x ^ 2 + 1,并把输入x=2,放到写到机器的某个地方,当点击机器上的开始计算按钮,机器上就能显示答案5,如果输入x=3,立刻显示10,这样小牛再也不用计算这么简单的题了。

从上面的描述可以看出,这种机器首先要有存储功能,其存储的三个关键内容为:输入x、函数f(x)、输出y。小牛心想存储这三样还不好办,就比如x=2时,拿一张纸,在纸上写:

一张小纸

把这张纸交给一个超级厉害的机器去处理,等一会就出来一个带着答案的小纸:


带着输入输出和函数的小纸前后

小牛把他的想法讲给大牛,大牛呵呵一笑,说:“你的想法早就有人提出来了,瞧,你说的超级厉害的机器大家都称作CPU,什么运算都可以做,另外这里的函数其实就是程序,纸片也叫作存储设备,你的输入,程序和输出都要先写在存储设备上,这样CPU才会知道他要干什么”。小牛听完后,更加感兴趣了,就问:“大牛,最终纸上显示的5是谁打出来的呢?你说这个CPU只管这么神奇,但是他不能凭空创造一个能写字的油笔吧?”。大牛又会心的一笑,这个问题我刚要解释,这里就是输入输出设备的功劳了,我给你个图你就明白了,你已经做了输入设备的事了。

图片 (5).png

小牛今天很高兴,从大牛的一番话里学到了很多。这时候大牛打断了小牛的思考,说道:“你能设计出这样的东西已经很了不起了,当然实现起来可不是你我能做的,刚才我说的‘存储 + 处理器 + 输入输出设备’,就是大名鼎鼎的冯诺依曼体系架构,明天我再跟你说说真正的计算机现在是什么样子的”。

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