計算機之計算的實現

計算機之計算的實現

2.1計算機的計算指的就是數學計算

（1）計算機中一切都是數學計算的結果

數學可以描述現實世界一切的東西，科學家/工程學家使用數學來描述所有事物的，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、視頻等都是以數據形式存在的，計算機計算的過程其實就是處理這些數據的過程，比如對數據

進行編解碼，編解碼的過程中就需要各種數學運算的結果。而這些圖片、聲音、視頻能夠變成數據，數據又被還原成為圖片、聲音、視頻被人

識別，都是要歸功于各種翻譯設備。

相機/攝影機/麥克風 (翻譯)

圖片、聲音、視頻  ——————————————————————————————>  圖片、聲音、視頻對應的數據

顯示器/揚聲器

圖片、聲音、視頻數據  ——————————————————————————————>  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，不管多么復雜，它們都是以數據形式被描述的，這些數據被處理的過程主要就是數學計算的過程。

（2）計算機的數學元算分為算術運算和邏輯運算

2.2 算術運算與邏輯運算

2.2.1 什么是算術運算

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 算術運算有啥用

比如對計算機對處理視頻數據時，就會涉及加、減、乘、除等的算術運算。

2.2.3 在計算機中，所有復雜的算術運算都是加法引申來的

（1）平方，開方，微積分等復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）。

因此最后你會發現，實際上所有各種復雜的數據的算數運算，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 算術運算單元

（1）計算機CPU中，專門實現算術運算的功能單元，就是算術運算單元

（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減法、乘法、除法、開方等等各種算術運算。

2.3 邏輯運算

2.3.1 什么是邏輯運算

很簡單，所有的與/或/非相關運算就是邏輯運算，學過數字電路的同學對于邏輯運算應該是很熟悉的。

2.3.2 邏輯運算有什么用

在現實世界中，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，選擇最那個視頻數據做處理，    

比如：

如果 A條件成立 & B條件成立    

{

對A視頻數據解碼并輸出顯示

}

否者

{

對B視頻數據解碼并輸出顯示

}

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，專門實現邏輯運算的功能單元，就是算術運算單元

CPU的運算器 = 算術運算單元 + 邏輯運算單元 + ...

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

2.4 總結

1）不管計算機執行多么復雜的程序，最主要的就是在對數據進算術運算和邏輯運算

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

  翻譯                                                   翻譯

外界現象（光/聲等信號）——————————>            數據                ————————————>   各種廣/聲信號，被人識別   

     輸入設備             cpu（算術/邏輯運算器）             輸出設備

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

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

作者：佳嵌工作室

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

課程進度咨詢QQ群：528495268

轉載請說明源地址。