计算机之计算的实现

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2.1计算机的计算指的就是数学计算

（1）计算机中一切都是数学计算的结果

数学可以描述现实世界一切的东西，科学家/工程学家使用数学来描述所有事物的，事实上计算机也是这样的。

我们都知道，计算机中的各种图片、声音、视频等都是以数据形式存在的，计算机计算的过程其实就是处理这些数据的过程，比如对数据

进行编解码，编解码的过程中就需要各种数学运算的结果。而这些图片、声音、视频能够变成数据，数据又被还原成为图片、声音、视频被人

识别，都是要归功于各种翻译设备。

相机/摄影机/麦克风 (翻译)

图片、声音、视频  ——————————————————————————————>  图片、声音、视频对应的数据

显示器/扬声器

图片、声音、视频数据  ——————————————————————————————>  图片、声音、视频（被人所识别）

所以在计算机但是在计算机里面，不管多么复杂，它们都是以数据形式被描述的，这些数据被处理的过程主要就是数学计算的过程。

（2）计算机的数学元算分为算术运算和逻辑运算

 

2.2 算术运算与逻辑运算

2.2.1 什么是算术运算

很简单，加/减/乘/除，以及从这些加减乘除引申出来的平方，开方，微积分等等的运算。

 

2.2.2 算术运算有啥用

比如对计算机对处理视频数据时，就会涉及加、减、乘、除等的算术运算。

 

 

2.2.3 在计算机中，所有复杂的算术运算都是加法引申来的

（1）平方，开方，微积分等复杂运算引申之于加减乘除

 

 

 

 

（2）乘法是快速的加法，乘法其实摸清了加法规律后的加法的快速计算方法，比如3*3=9，意思是三个3相加等于9

 

 

 

 

 

 

（3）同理除法是摸清了减法规律后的减法的快速计算方法。比如9/3=3，表示9-3减3次，就可以减完。

 

 

 

 

（4）减法其实也是加法，比如1-1等价于1+（-1）。

 

 

 

 

因此最后你会发现，实际上所有各种复杂的数据的算数运算，在计算机中最后都变成了加法运算，所以对于计算机来说最基本的运算就是加法运算。

 

2.2.3 算术运算单元

（1）计算机CPU中，专门实现算术运算的功能单元，就是算术运算单元

（2）通过上面的介绍可知，对于计算机来说，只需要一个加法器就可以实现减法、乘法、除法、开方等等各种算术运算。

 

2.3 逻辑运算

2.3.1 什么是逻辑运算

很简单，所有的与/或/非相关运算就是逻辑运算，学过数字电路的同学对于逻辑运算应该是很熟悉的。

 

2.3.2 逻辑运算有什么用

在现实世界中，我们时常需要做出各种选择，计算机也需要做出选择，比如，计算机通过判断某条件是否成立，选择最那个视频数据做处理，    

比如：

如果 A条件成立 & B条件成立    

{

对A视频数据解码并输出显示

}

否者

{

对B视频数据解码并输出显示

}

1）判断条件是否成立的，其实就是判断某个条件的真假（成立为真，不成立为假），这就是逻辑运算。

2）基本辑运算三种：与/或/非，其它更加复杂的逻辑运算，比如什么或非、与非等，都是从这三个引申出来的。

2.3.3 逻辑运算单元

（1）计算机CPU中，专门实现逻辑运算的功能单元，就是算术运算单元

CPU的运算器 = 算术运算单元 + 逻辑运算单元 + ...

（2）逻辑运算实际上也是加法器实现的，也就是说加法器既可以实现算法运算，也可以实现逻辑运算。

 

2.4 总结

1）不管计算机执行多么复杂的程序，最主要的就是在对数据进算术运算和逻辑运算

2）显示世界的温度/光照/压力能够被翻译成为数据，以及计算机中的数据能编程视频、声音、动作等被人识别，这是各种输入输出翻译设备的功劳、

  翻译                                                   翻译

外界现象（光/声等信号）——————————>            数据                ————————————>   各种广/声信号，被人识别   

     输入设备             cpu（算术/逻辑运算器）             输出设备

人的其实也是这样的，眼睛鼻子嘴巴将数据显示世界翻译为脑电波形式的数据，然后大脑进行处理，然后再通过嘴巴和四肢这些数据翻译出来，别人就能知道想表达什么。

人的其实也是这样的，眼睛鼻子嘴巴将数据显示世界翻译为脑电波形式的数据，然后大脑进行处理，然后再通过嘴巴和四肢这些数据翻译出来，别人就能知道想表达什么。

作者：佳嵌工作室

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