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关于计算机“如何从键盘输入,实现各种功能”的猜想,或者说是01代码的自己的理解,胡诌

  自打学了计算机开始,一直就有一个疑问。都说计算机语言是01代码,为什么呢?怎么就通过01实现了那么多功能呢?

  这时候,就有人会从二极管开始讲,解释怎么通过二极管实现01,通过01实现与或非等各种门电路,进一步加工形成更加复杂的逻辑电路、超大规模集成电路。然而,我还是不懂,不知道你在讲什么,不理解我在键盘上输入一个1,为什么硬盘就能存储一个1,显示器就能显示一个1。同样的,各种加减乘除运算如何运算,各种图形如何显示、为什么我点击“打印”按钮,打印机就可以工作,等等。

  其实这是一个很简单的知识,但却从未有人很清晰的讲述过,导致一直处于糊涂的状态。下面是我举的例子,虽然是我自己胡说八道的,但我觉得对于理解计算机是如何工作的,应该会有帮助

  【第一步:键盘按下“1”】键盘上的按钮“1”下面有很多组导线,导线连通时表示“1”,断开时表示0,假设是5组导线,你按下后,第1根和第3根导线连通,其余断开,这时就形成一串命令“连通 断开 连通 断开 断开”,翻译成人能看懂的命令即“10100”。

  【第二步:键盘→主板】键盘也有电路板处理器,键盘的处理器每隔一段时间就向主板发送键盘上的所有按键的命令,当这些命令和初期状态一致,就认为没有按键被按下。这时,你按下了“1”,键盘上的处理器接收到了,它按照事先约定好的翻译规则,通过与或非门电路,从“10100”,变成了更复杂的一串命令。比如初期时,合并了所有按键后,命令是“0000000000000000000000”,第6-10位表示“1”的话,那么翻译后就变成了“0000010100000000000000”。翻译完,电流通过导线,高电平表示”1“,低电平表示“0”的方式,就把这一段命令依次传达给了主板。(计算机各个部分之间的发送命令,应该是可以理解为实时随时地监视电流的变化,你按下了“1”,电流的高低电平发生了变化,即命令发生了变化,计算机也就发生了变化。)

  【第三步:主板→中央处理器】主板通过导线→USB接口→主板的处理器,就接收到了这些高低电平的01命令。通过主板处理器,对这一串命令,通过事先约定好的规则,进一步加工,比如说加工完后是“11010100”,然后主板向中央处理器发送命令。主板先向内存条写入内容,内存条再依次向中央处理器的各级缓存写入内容,直到中央处理器接收到命令。然后,按照事先约定,翻译成对应的命令,再按照顺序返还给主板处理器。

  【第四步:主板→显示器】主板接收到最终命令,然后发送给显卡的处理器,显卡处理器发现它接收到的命令是“这是一个文字“1”,显示在什么位置,用什么什么颜色,等等”。但是,这样不好看,然后通过自己的处理器,进一步加工,翻译成了自己的命令,一连串的高低电平即01代码,告诉显示器,整个屏幕,从左上角到右下角,这个位置亮,那个位置暗,然后就在电脑显示器上形成了一个人能理解的“1”。

  【第五步:主板→硬盘】主板还发送给硬盘命令,然后就能存储这个“1”。下一个重新接收命令的时间,主板就可以一步步从(主板→内存→CPU→内存→硬盘→内存→CPU→内存→主板)硬盘读取到这个“1”,而不用人再次从键盘输入来读取并显示这个“1”。电路板只需要按照顺序连线,电流就会顺着这个线依次流向这个顺序所经过的这个元器件。

  希望有人能做出更好的图文并茂的文章来讲述比这更细节的流程,更真实地知识(而不是像我这个胡诌、臆想),并采用更多真实的命令,从一个高低电平的视角,以一个键盘输入作为开始,以硬盘存储到输入结果和显示器显示结果来作为结束。最好再有第二个例子,讲一个加减计算,而不是单纯的显示。为什么我从键盘输入一个"+",计算机就知道我要实现加的功能,并且是对我上一个输入一连串按键形成的数字作为加数,后面的一连串数字作为另一个加数,为什么呢?也许明白了这个,就理解CPU如何实现各种功能了吧。

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