计算机科学速成课

i.e. How Computers Calculate-the ALU

上集，我们谈了如何用二进制表示数字，比如二进制 00101010 是十进制的 42，表示和存储数字是计算机的重要功能。但真正的目标是计算（computation），有意义的处理数字，比如把两个数字相加，这些操作由计算机的 “算术逻辑单元 （Arithmetic and Logic Unit）“处理，但大家会简称：ALU。

ALU 是计算机的数学大脑，等你理解了 ALU 的设计和功能之后，你就理解了现代计算机的基石。

ALU 就是计算机里负责运算的组件，基本其他所有部件都用到了它，先来看看这个美人。这可能是最著名的 ALU，英特尔 74181 。1970 年发布时，它是第一个封装在单个芯片内的完整 ALU ，这在当时是惊人的工程壮举。

> 英特尔 74181

今天我们用上周学的布尔逻辑门，做一个简单的 ALU 电路，功能和 74181 一样。然后接下来几集，用它从头做出一台电脑，所以会有点复杂，但我觉得你们搞的定。

i.e. Representing Numbers and Letters with Binary

今天，我们讲计算机如何存储和表示数字，所以会有一些数学，不过别担心，你们的数学水平绝对够用了。

上集我们讲了，怎么用晶体管（transistors）做逻辑门（logic gates），逻辑门可以判断布尔语句，布尔代数只有两个值：True 和 False 。

但如果只有两个值，我们怎么表达更多东西 ❓ 这就需要数学了！

i.e. boolean-logic-and-logic-gates

今天我们开始"抽象"（abstraction）的旅程！不用管底层细节，把精力用来构建更复杂的系统。

上集，我们谈了计算机最早是机电设备（electromechanical），一般用十进制（decimal）计数，比如用齿轮数来代表十进制， 再到晶体管计算机。

幸运的是，只用 ‘开/关’ 两种状态也可以代表信息，这叫二进制，意思是"用两种状态表示"，就像自行车有两个轮，双足动物有两条腿。你可能觉得两种状态不多，你是对的！但如果只需要表示 true 和 false，两个值就够了。电路闭合，电流流过，代表 “真”；电路断开，无电流流过，代表"假"。二进制也可以写成 1 和 0 而不是 true 和 false，只是不同的表达方式罢了。

i.e. Electronic Computing

上集讲到 20 世纪初，当时的早期计算设备都针对特定用途，比如制表机（tabulating machines），大大推进了政府和企业。它们帮助，甚至代替了人工。然而人类社会的规模在以前所未有的速度增长，20 世纪上半叶，世界人口几乎翻倍。一战动员 7 千万人，二战 1 亿多人。全球贸易和运输更加紧密，工程和科学的复杂度也达到新高。我们甚至开始考虑造访其他行星，复杂度的增高导致数据量暴增，人们需要更多自动化，更强的计算能力。

很快，柜子大小的计算机变成房间大小，维护费用高，而且容易出错，而正是这些机器为未来的创新打下基础。

i.e. Early Computing

Hello world！我是 Carrie Anne，欢迎收看计算机科学速成课（Crash Course Computer Science）！

> Carrie Anne 小姐姐

在这个系列中，我们会学习 Bits（位），Bytes（字节），晶体管（transistors），逻辑门（logic gates），一直到操作系统，虚拟现实和机器人！我们要学很多东西，但预先说明，我们 不会 教你怎么编程，我们会从高层次上纵览一系列计算机话题。

i.e. cs (computer science) crash course

这个系列来自于 CRASH COURSE 的一个视频系列课程（共有 40 课程，每个课程 10 分钟左右），多谢热心的 CRASH COURSE 字幕组配上了优质的字幕 - B 站地址 📺 。