計算機之計算的實現(xiàn)

計算機之計算的實現(xiàn)

2.1計算機的計算指的就是數(shù)學(xué)計算

（1）計算機中一切都是數(shù)學(xué)計算的結(jié)果

數(shù)學(xué)可以描述現(xiàn)實世界一切的東西，科學(xué)家/工程學(xué)家使用數(shù)學(xué)來描述所有事物的，事實上計算機也是這樣的。

我們都知道，計算機中的各種圖片、聲音、視頻等都是以數(shù)據(jù)形式存在的，計算機計算的過程其實就是處理這些數(shù)據(jù)的過程，比如對數(shù)據(jù)

進(jìn)行編解碼，編解碼的過程中就需要各種數(shù)學(xué)運算的結(jié)果。而這些圖片、聲音、視頻能夠變成數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)又被還原成為圖片、聲音、視頻被人

識別，都是要歸功于各種翻譯設(shè)備。

相機/攝影機/麥克風(fēng) (翻譯)

圖片、聲音、視頻  ——————————————————————————————>  圖片、聲音、視頻對應(yīng)的數(shù)據(jù)

顯示器/揚聲器

圖片、聲音、視頻數(shù)據(jù)  ——————————————————————————————>  圖片、聲音、視頻（被人所識別）

所以在計算機但是在計算機里面，不管多么復(fù)雜，它們都是以數(shù)據(jù)形式被描述的，這些數(shù)據(jù)被處理的過程主要就是數(shù)學(xué)計算的過程。

（2）計算機的數(shù)學(xué)元算分為算術(shù)運算和邏輯運算

2.2 算術(shù)運算與邏輯運算

2.2.1 什么是算術(shù)運算

很簡單，加/減/乘/除，以及從這些加減乘除引申出來的平方，開方，微積分等等的運算。

2.2.2 算術(shù)運算有啥用

比如對計算機對處理視頻數(shù)據(jù)時，就會涉及加、減、乘、除等的算術(shù)運算。

2.2.3 在計算機中，所有復(fù)雜的算術(shù)運算都是加法引申來的

（1）平方，開方，微積分等復(fù)雜運算引申之于加減乘除

（2）乘法是快速的加法，乘法其實摸清了加法規(guī)律后的加法的快速計算方法，比如3*3=9，意思是三個3相加等于9

（3）同理除法是摸清了減法規(guī)律后的減法的快速計算方法。比如9/3=3，表示9-3減3次，就可以減完。

（4）減法其實也是加法，比如1-1等價于1+（-1）。

因此最后你會發(fā)現(xiàn)，實際上所有各種復(fù)雜的數(shù)據(jù)的算數(shù)運算，在計算機中最后都變成了加法運算，所以對于計算機來說最基本的運算就是加法運算。

2.2.3 算術(shù)運算單元

（1）計算機CPU中，專門實現(xiàn)算術(shù)運算的功能單元，就是算術(shù)運算單元

（2）通過上面的介紹可知，對于計算機來說，只需要一個加法器就可以實現(xiàn)減法、乘法、除法、開方等等各種算術(shù)運算。

2.3 邏輯運算

2.3.1 什么是邏輯運算

很簡單，所有的與/或/非相關(guān)運算就是邏輯運算，學(xué)過數(shù)字電路的同學(xué)對于邏輯運算應(yīng)該是很熟悉的。

2.3.2 邏輯運算有什么用

在現(xiàn)實世界中，我們時常需要做出各種選擇，計算機也需要做出選擇，比如，計算機通過判斷某條件是否成立，選擇最那個視頻數(shù)據(jù)做處理，    

比如：

如果 A條件成立 & B條件成立    

{

對A視頻數(shù)據(jù)解碼并輸出顯示

}

否者

{

對B視頻數(shù)據(jù)解碼并輸出顯示

}

1）判斷條件是否成立的，其實就是判斷某個條件的真假（成立為真，不成立為假），這就是邏輯運算。

2）基本輯運算三種：與/或/非，其它更加復(fù)雜的邏輯運算，比如什么或非、與非等，都是從這三個引申出來的。

2.3.3 邏輯運算單元

（1）計算機CPU中，專門實現(xiàn)邏輯運算的功能單元，就是算術(shù)運算單元

CPU的運算器 = 算術(shù)運算單元 + 邏輯運算單元 + ...

（2）邏輯運算實際上也是加法器實現(xiàn)的，也就是說加法器既可以實現(xiàn)算法運算，也可以實現(xiàn)邏輯運算。

2.4 總結(jié)

1）不管計算機執(zhí)行多么復(fù)雜的程序，最主要的就是在對數(shù)據(jù)進(jìn)算術(shù)運算和邏輯運算

2）顯示世界的溫度/光照/壓力能夠被翻譯成為數(shù)據(jù)，以及計算機中的數(shù)據(jù)能編程視頻、聲音、動作等被人識別，這是各種輸入輸出翻譯設(shè)備的功勞、

  翻譯                                                   翻譯

外界現(xiàn)象（光/聲等信號）——————————>            數(shù)據(jù)                ————————————>   各種廣/聲信號，被人識別   

     輸入設(shè)備             cpu（算術(shù)/邏輯運算器）             輸出設(shè)備

人的其實也是這樣的，眼睛鼻子嘴巴將數(shù)據(jù)顯示世界翻譯為腦電波形式的數(shù)據(jù)，然后大腦進(jìn)行處理，然后再通過嘴巴和四肢這些數(shù)據(jù)翻譯出來，別人就能知道想表達(dá)什么。

人的其實也是這樣的，眼睛鼻子嘴巴將數(shù)據(jù)顯示世界翻譯為腦電波形式的數(shù)據(jù)，然后大腦進(jìn)行處理，然后再通過嘴巴和四肢這些數(shù)據(jù)翻譯出來，別人就能知道想表達(dá)什么。

作者：佳嵌工作室

51CTO免費視頻地址：http://edu.51cto.com/lecturer/12941022.html

課程進(jìn)度咨詢QQ群：528495268

轉(zhuǎn)載請說明源地址。