所以今天我總結(jié)了這“八個(gè)”快捷操作,都是我日常十分頻繁使用的電腦快捷操作!
01、Carl+Shift+N 創(chuàng)建文件夾
在工作中無(wú)論是處理文件,還整理歸納文件,都少不了“新建文件夾”的身影,所以咱可以用快捷鍵來(lái)代替“鼠標(biāo)”創(chuàng)建操作!
【操作】:在桌面上/文件夾中,同時(shí)按下Carl+Shift+N
02、win+E 快速查找文件
當(dāng)電腦中的文囤積過(guò)多,或是整理不當(dāng),就可以通過(guò)“快速查找”文件快捷鍵功能,將需要的文件快速調(diào)取出來(lái)。
【操作】:在任意界面同時(shí)按下“win+e”鍵即可,然后再查找框中輸入文件名稱。
03、Ctrl+shift+esc 快速打開(kāi)任務(wù)管理器
電腦死機(jī)是工作中最不希望遇到的一種情況,當(dāng)我們遇到因?yàn)檐浖\(yùn)行錯(cuò)誤,而引起死機(jī)時(shí),不妨試試直接啟用“任務(wù)管理器”關(guān)閉軟件。
【操作】:任意界面按下“Ctrl+shift+esc”即可打開(kāi)任務(wù)管理器,勾選后臺(tái)軟件并結(jié)束掉“任務(wù)”即可。
04、語(yǔ)音識(shí)別
在工作中,遇到會(huì)議是一件很普遍的情況,通過(guò)錄音或直接語(yǔ)音記錄會(huì)議內(nèi)容,是一件非常管用且方便的方法,那么該如何用電腦記錄會(huì)議內(nèi)容呢?
方法一:
使用【win+H】啟用win自帶的語(yǔ)音聽(tīng)寫(xiě)功能,將電腦麥克風(fēng)接收到的語(yǔ)音實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為文字,不過(guò)暫時(shí)無(wú)法單獨(dú)將“錄音內(nèi)容”單獨(dú)保存下來(lái)!
【操作】:選擇有麥克風(fēng)的win電腦,并在會(huì)議中點(diǎn)擊【win+H】鍵,啟用“語(yǔ)音聽(tīng)寫(xiě)”功能。
方法二:
下載“錄音轉(zhuǎn)文字助手”,將會(huì)議錄音導(dǎo)入該軟件,通過(guò)該軟件的智能語(yǔ)音轉(zhuǎn)寫(xiě)功能,能很好的識(shí)別并轉(zhuǎn)寫(xiě)成文本信息,關(guān)鍵還能一鍵將錄音轉(zhuǎn)寫(xiě)結(jié)果轉(zhuǎn)換為文檔,并自動(dòng)保存下來(lái)!
【操作】:下載軟件—【錄音轉(zhuǎn)文字】功能—【導(dǎo)入錄音】—【開(kāi)始轉(zhuǎn)換】
05、win+l 快速鎖屏
當(dāng)我們需要臨時(shí)離開(kāi)工位時(shí),可以直接按下鍵盤上的【win+l】鍵,即可將系統(tǒng)進(jìn)行鎖屏操作,如需重新打開(kāi)需要輸入自己提前設(shè)置的“開(kāi)機(jī)密碼”,很好的避免的文件或信息泄露。
06、win+d 快速返回桌面
這個(gè)快捷鍵堪稱“職場(chǎng)必備摸魚(yú)”技能!能在摸魚(yú)時(shí),根據(jù)周邊環(huán)境的變化,在必要時(shí)馬上關(guān)閉當(dāng)前窗口返回到電腦主頁(yè),可謂是一項(xiàng)非常“摸魚(yú)”神器!
07、ctrl+z 誤刪文字恢復(fù)
當(dāng)我們?cè)诰帉?xiě)文檔內(nèi)容時(shí),會(huì)遇到誤刪文字的情況,所以我們可以使用【ctr+Z】快捷鍵,將誤刪的內(nèi)容快速恢復(fù)回來(lái),避免得重新編寫(xiě)文字。
08、Shift+Delete 徹底刪除
當(dāng)我們想刪除“文檔/圖片”時(shí),大多會(huì)直接使用鼠標(biāo)右擊并點(diǎn)擊刪除功能吧!其實(shí)這樣只能將文檔或圖片丟入進(jìn)“回收站”,換個(gè)地方存儲(chǔ)而已,無(wú)法做到徹底刪除文件的目的,所以我們可以使用【Shift+Delete】鍵將文件徹底刪除掉。
好啦,以上就是我總結(jié)出來(lái)八個(gè)非常使用的“職場(chǎng)必備”快捷功能啦!如果覺(jué)得這些功能對(duì)你來(lái)說(shuō)都是小事,那不妨把這篇文章分享給有需要的小伙伴吧!讓他們一起get這些快捷功能吧!
編:韓雅男 | 校稿:郭瀟敏 |審核:師方亮
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果算上高中的編程課,接觸電腦有二十多年了。過(guò)去的二十年,幾乎天天與電腦打交道,但直到今天,對(duì)于電腦是如何工作的,還是一知半解。二十年間,電路圖畫(huà)過(guò)、單片機(jī)用過(guò)、數(shù)電模電學(xué)過(guò)、C和Java寫(xiě)過(guò)、安卓游戲也寫(xiě)過(guò),但就是沒(méi)弄清楚,那一行行代碼是怎么變成人類可以感知的東西在電腦上呈現(xiàn)出來(lái)的?所以,打算把電腦的工作原理好好琢磨一下,然后寫(xiě)出來(lái)。
好吧,上面這一段的想法給自己挖了個(gè)大坑。本來(lái)以為3天左右可以寫(xiě)出來(lái)的,結(jié)果前后搞了快2個(gè)星期,越寫(xiě)越發(fā)覺(jué)要搞清楚的東西太多了。也對(duì),從第一臺(tái)電腦誕生,到如今70多年了,70多年間無(wú)數(shù)天才積累下來(lái)的東西,要說(shuō)清楚,好難,WTF。
要把電腦是怎樣工作的這個(gè)問(wèn)題說(shuō)清楚,大概要從以下幾方面來(lái)闡述:
1. 電腦究竟做了些什么?它的本質(zhì)是什么?
2. 現(xiàn)代電腦的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)
3. 二進(jìn)制與晶體管
4. 基礎(chǔ)邏輯電路門
5. 全加器
6. 鎖存器
7. CPU是怎樣工作的?
8. 軟件是什么?
9. 文件是什么?
10. 輸入與輸出設(shè)備的本質(zhì)
11. 其它
12. 電腦是這樣工作的
13. 雜談
1.電腦究竟做了些什么?它的本質(zhì)是什么?
要弄懂電腦是如何工作的,我們先想一下它到底做了些什么吧?
世界上的第一臺(tái)電腦于1946年誕生于美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué),叫做ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)。從全稱“電子數(shù)字積分與計(jì)算器”,我們可以看出它是一臺(tái)用來(lái)對(duì)數(shù)字做處理并得出運(yùn)算結(jié)果的機(jī)器,而設(shè)計(jì)ENIAC的目的確實(shí)是為了計(jì)算出使大炮打得更準(zhǔn)的射擊數(shù)字參數(shù)。
七十多年過(guò)去了,現(xiàn)在各位家里的PC電腦,Mac Book,包含各位在看這篇文章時(shí)使用的手機(jī),都未曾改變一個(gè)本質(zhì):它們都是一臺(tái)對(duì)數(shù)據(jù)做處理的設(shè)備。是的,你沒(méi)有看錯(cuò),無(wú)論你打開(kāi)的微信、刷的抖音快手、玩的吃雞與英雄聯(lián)盟、看的頭條,無(wú)論多么酷炫的影音,無(wú)論多么黑科技的AI,它們一切的本質(zhì)都是源于電腦(手機(jī)與PAD都是電腦的一種便攜化變體)按照人類事先設(shè)計(jì)好的規(guī)則對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、整理、轉(zhuǎn)換與輸出,沒(méi)有其他。所以,電腦能做的一切,如果不計(jì)人力多少與時(shí)間長(zhǎng)短,理論上人同樣可以做到。
如果各位對(duì)這個(gè)觀點(diǎn)表示懷疑,那么就請(qǐng)一步一步跟著看下去。
2. 現(xiàn)代電腦的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)
在正式開(kāi)始之前,我們先看一下現(xiàn)代電腦的標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。現(xiàn)代電腦的結(jié)構(gòu)稱為馮諾依曼結(jié)構(gòu),由美籍匈牙利人馮.諾依曼提出,他同時(shí)也是博弈論之父。
以下是他提出的電腦結(jié)構(gòu):
1. 采用0和1構(gòu)成的二進(jìn)制工作。
2. 硬件上,電腦由五個(gè)部分組成:
- 輸入設(shè)備(例如鼠標(biāo)、鍵盤)
- 輸出設(shè)備(例如顯示屏、音箱)
- 運(yùn)算器與控制器(這兩個(gè)部分后來(lái)合為一體,也就是我們俗稱的CPU)
- 存儲(chǔ)器(例如內(nèi)存、硬盤)
3. 程序(軟件)需要先存儲(chǔ)再執(zhí)行。
一句話概括,電腦基于二進(jìn)制工作,由軟件和硬件組成;硬件包含:CPU、存儲(chǔ)設(shè)備、輸入與輸出設(shè)備;軟件需要存儲(chǔ)之后再執(zhí)行。
以下這張圖來(lái)源于百度百科,是馮諾依曼結(jié)構(gòu)的一個(gè)概要示意圖。
3.二進(jìn)制與晶體管
好了,讓我們來(lái)正式開(kāi)始闡述電腦是如何工作的。
電腦的運(yùn)作,無(wú)論是硬件,還是軟件,它們的基石都是二進(jìn)制。
我們?nèi)祟愒谌粘I钪惺褂檬M(jìn)制,也就是滿10進(jìn)1。這不難理解,因?yàn)槲覀兊碾p手是十根手指,原始人類在計(jì)數(shù)時(shí)很自然的會(huì)用雙手來(lái)數(shù)數(shù),每當(dāng)數(shù)到10(用滿10根手指)的時(shí)候,就記一個(gè)符號(hào)(進(jìn)1位)。
而電腦是由各種電子元器件構(gòu)成,對(duì)于電子元器件來(lái)說(shuō),它們的“雙手”天然是“兩根手指”。正負(fù)電子、正負(fù)電壓、有電流/無(wú)電流、有電壓/無(wú)電壓,通通都是兩種狀態(tài),所以使用二進(jìn)制是十分符合電子元器件的天然特性的。另外,由于只有兩種狀態(tài),降低了誤判的概率,同時(shí)也降低了電子元器件的制作復(fù)雜度。
那么電腦里最基礎(chǔ)最原子化的用來(lái)表示二進(jìn)制的器件是什么呢?好比一個(gè)人是由一個(gè)個(gè)細(xì)胞構(gòu)成的,那么電腦的細(xì)胞是什么?答案是晶體管,電腦的CPU和內(nèi)存都是由晶體管組成的。
晶體管的種類很多,不一一介紹了,只說(shuō)明一下它的基本特性。早期的晶體管如下圖這樣(圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)):
我們可以看到它有3根金屬觸角,分別為基極(B)、集電極(C)、射極(E)。以下圖的NPN晶體管為例:
當(dāng)基極(B)給正電流,集電極(C)就與射極(E)導(dǎo)通,也就是電流可以通過(guò)晶體管從C流到E;反之集電極(C)與射極(E)斷開(kāi),也即電流無(wú)法通過(guò)。這像什么?是不是像一個(gè)開(kāi)關(guān),有打開(kāi)和閉合兩種狀態(tài),而這兩種狀態(tài)可以分別對(duì)應(yīng)二進(jìn)制中的0和1。
另外還有一種PNP晶體管, 邏輯剛好相反,當(dāng)基極(B)給負(fù)電流,集電極(C)與射極(E)導(dǎo)通;反之集電極(C)與射極(E)斷開(kāi)。
就是這個(gè)晶體管,利用它的開(kāi)關(guān)特性,讓電腦的二進(jìn)制(0和1)有了最基本的表現(xiàn)形式。具體怎么表現(xiàn),我們下一節(jié)馬上就說(shuō)。
八卦兩句,我們正在使用的各類CPU,都是由幾億甚至幾十億個(gè)晶體管組成。當(dāng)然CPU里面用的晶體管不是上面的形狀,否則別說(shuō)幾十億,10個(gè)都塞不進(jìn)去。CPU里的幾十億晶體管,它們是由光蝕刻技術(shù)在一整塊硅晶片上,通過(guò)反復(fù)的光與化學(xué)作用刻錄上去的。我們經(jīng)常在新聞中看到的x納米技術(shù),就是指一個(gè)晶體管的大小。而全世界能生產(chǎn)出用于制作這種頂級(jí)芯片的光刻機(jī)的公司,有一家在荷蘭,叫做ASML,是不是在很多新聞中也出現(xiàn)過(guò)?
4. 基礎(chǔ)邏輯電路門
有了晶體管之后,通過(guò)各種晶體管的巧妙組合,我們可以做出幾種常用的邏輯電路門(簡(jiǎn)稱邏輯門)。它們是電腦運(yùn)算數(shù)據(jù)的基礎(chǔ), 也是組成CPU的基本元器件。
這些邏輯電路門通常叫做xx門,它們的作用是按照一定的邏輯規(guī)則對(duì)于輸入信號(hào)進(jìn)行處理,轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘?hào)。就好比一扇神奇的門,一個(gè)人通過(guò)前可能是個(gè)中年油膩大叔,穿過(guò)這道門,就變成了十六歲的花季少女。
這些常用的門有:
1. 非門(NOT Gate)
2. 與門(AND Gate)
3. 或門(OR Gate)
4. 異或門(XOR Gate)
用非門做個(gè)詳細(xì)說(shuō)明,首先非門的魔法邏輯如下
也就是當(dāng)輸入為0時(shí),輸出為1;當(dāng)輸入為1時(shí),輸出為0。凡是入此門的都給你變化一下“性別”。
非門是如何通過(guò)晶體管來(lái)實(shí)現(xiàn)的呢?很簡(jiǎn)單,下面是示意圖:
當(dāng)輸入端給正電流(1)的時(shí)候,由于晶體管是導(dǎo)通的,電流從晶體管流過(guò),最終從接地處流出,那么輸出端沒(méi)有電流(0);當(dāng)輸入端沒(méi)有電流(0)時(shí),晶體管閉合,電流無(wú)法穿過(guò)晶體管流出,于是從輸出端流出(1)。
依據(jù)同樣的原理:
- 通過(guò)2個(gè)晶體管串聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)與門的邏輯
- 通過(guò)2個(gè)晶體管并聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)或門的邏輯
- 通過(guò)2個(gè)與門、1個(gè)或門、1個(gè)非門的組合(也就是7個(gè)晶體管),可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)異或門
具體的實(shí)現(xiàn)方法這里不再詳述,免得各位失去看下去的耐心。這里列一下與門、或門、異或門的魔法邏輯,供有興趣的各位參考。
與門邏輯
或門邏輯
異或門邏輯(輸入相同,輸出為0;輸入不同,輸出為1)
5. 全加器
有了上一節(jié)介紹的基礎(chǔ)邏輯門,我們可以利用它們組成很多神奇而復(fù)雜的電路。
第一個(gè)是全加器,全加器顧名思義是做加法的器件。
為什么要說(shuō)全加器呢?因?yàn)樗请娔X里一切運(yùn)算的基礎(chǔ):
- A-B,可以看做是數(shù)字A加上一個(gè)負(fù)數(shù)B
- A*B,可以看做是數(shù)字A累加B次
- A/B,可以看做是數(shù)字A不斷的減去B,一直到不能再減(余數(shù)小于B)
人類如果用以上的方法來(lái)做乘除運(yùn)算,不僅慢,可能還會(huì)被認(rèn)為腦子被門擠了。但對(duì)于(早期的)電腦來(lái)說(shuō),確實(shí)是利用這樣的邏輯在做乘除運(yùn)算。其實(shí),個(gè)人認(rèn)為早期的人類也是用同樣的方法在做乘除運(yùn)算 :)
所以,我們得把全加器說(shuō)清楚。首先,我們看一下全加器的輸入和輸出:
根據(jù)這樣的邏輯,可以利用2個(gè)異或門+2個(gè)與門+1個(gè)或門來(lái)實(shí)現(xiàn)1bit的全加器,如下圖所示(大家可以參照上一節(jié)基礎(chǔ)邏輯門的邏輯表來(lái)驗(yàn)證):
上面這個(gè)1bit的全加器是用20個(gè)晶體管構(gòu)成。
如果有點(diǎn)暈的話,我們畫(huà)一個(gè)簡(jiǎn)單的符號(hào)來(lái)代替這個(gè)全加器,如下圖:
把兩個(gè)全加器級(jí)聯(lián)起來(lái),我們可以做出一個(gè)2bit的全加器,如下圖:
以此類推,可以做出8位、16位、32位、64位的全加器。通常所說(shuō)的32位處理器、64位處理器,就是指CPU(包含加法器)能處理二進(jìn)制數(shù)字的最大位數(shù)。不論處理多少位的二進(jìn)制數(shù),它們都是由一個(gè)個(gè)晶體管構(gòu)成。
6.鎖存器
接著再來(lái)看鎖存器,鎖存器是可以在通電狀態(tài)下記住二進(jìn)制信息的電子器件,一個(gè)1bit的鎖存器由1個(gè)與門+1個(gè)或門+1個(gè)非門組成,也就是5個(gè)晶體管。
它的魔法邏輯如下所示
- 當(dāng)設(shè)置位為1,清零位為0時(shí),輸出為1
- 當(dāng)清零位為1時(shí),輸出為0
- 當(dāng)設(shè)置位和清零位都為0時(shí),輸出為上次的輸出(如之前輸出是1,那么就是1;之前輸出是0,那么就是0)
所以,通過(guò)對(duì)設(shè)置位與清零位的操作,可以把輸出設(shè)為特定值X;然后把設(shè)置位與清零位改為0,這時(shí)輸出就被鎖定為X,我們就此存儲(chǔ)了1bit的信息!
基于以上鎖存器原理,再加上一些控制器件(是否準(zhǔn)許數(shù)據(jù)寫(xiě)入),一個(gè)完整的1bit存儲(chǔ)器長(zhǎng)這樣:
- 當(dāng)準(zhǔn)許寫(xiě)入為0時(shí),兩個(gè)黃色的與門被關(guān)閉,無(wú)論輸入數(shù)據(jù)是0或者1,這兩個(gè)黃色與門輸出始終為0,使得灰色的鎖存器電路保持之前的值不變。
- 當(dāng)準(zhǔn)許寫(xiě)入為1時(shí),兩個(gè)黃色的與門被打開(kāi),輸入數(shù)據(jù)可以通過(guò)
假設(shè)輸入數(shù)據(jù)為0,那么黃色與門A輸出為0,黃色與門B輸出為1,根據(jù)鎖存器的邏輯,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)被清零,相當(dāng)于把輸入的0寫(xiě)入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
假設(shè)輸入數(shù)據(jù)為1,那么黃色與門A輸出為1,黃色與門B輸出為0,根據(jù)鎖存器的邏輯,存儲(chǔ)數(shù)據(jù)被設(shè)置為1,相當(dāng)于把輸入的1寫(xiě)入存儲(chǔ)數(shù)據(jù)
寫(xiě)到這里,不由得對(duì)發(fā)明這些邏輯電路的大神點(diǎn)個(gè)“贊”,真是太聰明了。百度了一下,沒(méi)搜到鎖存器的發(fā)明者,有知道的請(qǐng)留個(gè)言(微信公號(hào)好像還沒(méi)開(kāi)通留言功能,請(qǐng)發(fā)私信)。
有了1bit的鎖存器,我們可以級(jí)聯(lián)出8位、16位、32位、64位的寄存器;如果把這些寄存器排成縱橫的矩陣,我們能得到什么?那就是內(nèi)存,對(duì),就是你電腦里用的8G、16G內(nèi)存條!它同樣由很多晶體管組合而成。
有了全加器,有了寄存器,接下來(lái)我們來(lái)看看電腦的大腦:CPU(中央處理器)。
7.CPU是怎樣工作的
1971年,Intel推出了第一個(gè)微處理器4004,它是一個(gè)4bit的CPU,由2300個(gè)晶體管組成,長(zhǎng)這樣(圖片來(lái)源于百度):
前文說(shuō)過(guò)(第2節(jié)),一個(gè)CPU通常由以下兩部分組成
- 運(yùn)算器
- 控制器
運(yùn)算器:由算術(shù)邏輯單元(ALU)和一堆專用寄存器組成,而ALU的主要組成部件就是上一節(jié)提到的X bit全加器。
控制器:用來(lái)控制指令的執(zhí)行,具體一點(diǎn)說(shuō)分三步:取指令,解析指令、執(zhí)行指令,循環(huán)往復(fù)。指令是什么?一條條的指令連接起來(lái),就是我們通常所說(shuō)的程序(軟件、APP),關(guān)于軟件在下一節(jié)會(huì)詳細(xì)說(shuō)明。
我們先來(lái)看一下算術(shù)邏輯單元ALU,如下圖所示:
- 兩個(gè)輸入數(shù):A和B
- 一個(gè)輸入操作碼:告知ALU執(zhí)行什么操作,例如:加、減、取反等等
- 一個(gè)輸出數(shù):輸出按照操作碼對(duì)于A和B操作之后得出的數(shù)
- 幾個(gè)輸出標(biāo)記位:例如是否溢出,是否全零等
ALU的內(nèi)部組成,以第5節(jié)介紹的全加器為核心,再加上一堆組合電路(由晶體管組成)來(lái)完成相應(yīng)的邏輯操作與判斷。
有了ALU,加上第6節(jié)介紹的由鎖存器組成的寄存器和內(nèi)存,再加上控制器,一個(gè)早期的CPU長(zhǎng)這樣,如下圖所示:
首先
- 軟件或程序(很多指令的集合體)被裝載進(jìn)內(nèi)存
- 軟件運(yùn)行需要使用的數(shù)據(jù)也被裝載進(jìn)內(nèi)存
接著,控制器按照取指令、解析指令、執(zhí)行指令的步驟循環(huán)往復(fù)的執(zhí)行軟件指令。
- 控制器根據(jù)指令地址寄存器里的值,上圖中是0,去內(nèi)存中對(duì)應(yīng)的0地址位置讀取指令,并把指令1100 0011存進(jìn)指令寄存器
- 控制器用指令寄存器的前4位1100,通過(guò)內(nèi)部的指令邏輯判斷電路,得出指令是“把數(shù)據(jù)存進(jìn)寄存器C“,也即LOAD C
- 控制器根據(jù)指令寄存器的后4位0011(也就是十進(jìn)制的3),去對(duì)應(yīng)的內(nèi)存地址第3位取出操作數(shù)據(jù)00001111,并把數(shù)據(jù)存進(jìn)寄存器C
- 接著控制器會(huì)把指令地址寄存器的值設(shè)為0000 0001,也即下一條指令的位置
如此第1條指令就執(zhí)行完成了!
如果要完成1+1的求和運(yùn)算,首先1+1會(huì)被翻譯成n個(gè)二進(jìn)制指令(下一節(jié)介紹翻譯的步驟),并被放入內(nèi)存中的一個(gè)區(qū)域,接著CPU根據(jù)順序來(lái)執(zhí)行指令。例如把1放入寄存器A,把另一個(gè)1放入寄存器B,把A和B作為ALU的兩個(gè)輸入,通過(guò)操作碼命令A(yù)LU計(jì)算兩個(gè)輸入之和;從ALU拿到輸出2之后,存入寄存器C,然后把寄存器C的值回寫(xiě)到內(nèi)存里的一個(gè)指定位置(此處需要?jiǎng)赢?huà) -_-!)。
至此,CPU是如何通過(guò)一個(gè)個(gè)晶體管組成的電路來(lái)工作的,已經(jīng)說(shuō)明完畢。
重復(fù)前文所說(shuō)的,無(wú)論你打開(kāi)的微信、刷的抖音快手、玩的吃雞與英雄聯(lián)盟、看的頭條,無(wú)論多么酷炫的影音,無(wú)論多么黑科技的AI,都是由大量這樣的一條條指令以及二進(jìn)制數(shù)據(jù)構(gòu)成的。這些指令無(wú)一例外都是對(duì)數(shù)據(jù)的操作,操作之后的數(shù)據(jù)通過(guò)各類輸出設(shè)備(屏幕、喇叭、耳機(jī))轉(zhuǎn)化為圖像聲音呈現(xiàn)給你的眼睛和耳朵。來(lái),讓我們繼續(xù)探索之旅。
8.軟件是什么?
上一節(jié)提到,軟件是很多指令的集合體,這聽(tīng)上去還是很抽象。
下面是一個(gè)C語(yǔ)言初學(xué)者基本都寫(xiě)過(guò)的程序,程序的作用是在電腦屏幕上顯示一行字“Hello World”。
這樣的程序人類可以讀懂,對(duì)不起,應(yīng)該是非典型性人類(程序猿)可以讀懂。但是電腦收到這些符號(hào)的內(nèi)心是萬(wàn)馬奔騰的,如果電腦有表情的話,它一定是懵逼臉。
前文說(shuō)過(guò),電腦的世界是二進(jìn)制的,它只能理解0和1組成的文字,在電腦的世界里,程序應(yīng)該長(zhǎng)成這樣:
但電腦爽了,人類卻一臉懵逼了。不得不說(shuō),最早的程序猿們寫(xiě)出的正是0和1組成的代碼。
如果保持用0和1來(lái)編程,相信到了2046年,人類也用不上微信和頭條。幸運(yùn)的是,有人發(fā)明了匯編語(yǔ)言,它長(zhǎng)成這樣(下圖來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
有了匯編語(yǔ)言,程序猿們可以直接操作數(shù)據(jù)和寄存器來(lái)完成程序的編寫(xiě),然后由匯編器把匯編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器可以讀懂的0和1組成的機(jī)器指令。
再接著,有人發(fā)明了高級(jí)編程語(yǔ)言,使得程序猿不必再關(guān)心具體的寄存器和數(shù)據(jù),可以把注意力和智慧專注在程序邏輯的設(shè)計(jì)上。第一個(gè)得到廣泛使用的高級(jí)編程語(yǔ)言是FORTRAN(Formula Translation的縮寫(xiě),又一個(gè)電腦和數(shù)據(jù)計(jì)算相關(guān)的佐證),大約誕生于上世紀(jì)五十年代。之后陸續(xù)誕生了大家(也許只是程序猿)耳熟能詳?shù)牡母鱾€(gè)高級(jí)語(yǔ)言:BASIC、C/C++、Java、Python、Go等等。
所以當(dāng)程序猿用高級(jí)編程語(yǔ)言寫(xiě)完一段程序后,首先由編譯器把高級(jí)語(yǔ)言翻譯成匯編語(yǔ)言,然后再由匯編器,把匯編語(yǔ)言翻譯成機(jī)器指令。
程序(軟件/APP)實(shí)質(zhì)上是很多0和1組成的二進(jìn)制機(jī)器指令的集合,是由程序猿采用高級(jí)編程語(yǔ)言編寫(xiě),通過(guò)編譯器和匯編器翻譯而來(lái),也即程序歸根結(jié)底也是一堆0和1組成的數(shù)據(jù)!
9.文件是什么?
第7節(jié)介紹CPU怎樣工作的時(shí)候,我們提到了程序和程序運(yùn)行時(shí)需要用到的數(shù)據(jù)被存放在內(nèi)存中。通過(guò)第8節(jié)我們已經(jīng)知道程序的本質(zhì),那么數(shù)據(jù)的本質(zhì)是什么?
首先,數(shù)據(jù)來(lái)源于電腦硬盤里存放的每一個(gè)文件。無(wú)論一份word,一段視頻,還是一個(gè)程序,它們都是文件或者由很多文件組成。在操作系統(tǒng)里,文件長(zhǎng)這樣:
同樣,這樣的形式,人類看得懂,電腦會(huì)懵逼。那么一個(gè)文件,電腦為什么能看懂呢?因?yàn)樗谋举|(zhì)也是一堆0和1組成的數(shù)據(jù)。
以txt文件舉例,txt文件的內(nèi)容是由很多字母和符號(hào)組成。這些字母和符號(hào)是按照ASCII碼表的規(guī)則映射為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)字存在電腦里,如下所示
電腦要從眾多的文件類型中區(qū)分一個(gè)文件是不是txt文件,需要在這個(gè)文件前面加上約定的元數(shù)據(jù)(Meta Data),同樣meta data也是一串0和1組成的二進(jìn)制數(shù)據(jù),只是有一定的規(guī)律可循,這里不再展開(kāi)。
以此類推,聲音、圖像等文件也是一堆0和1組成的二進(jìn)制數(shù)據(jù),具體的原理,請(qǐng)看下一節(jié)。
10.輸入與輸出設(shè)備的本質(zhì)
說(shuō)了這么多,人們操控電腦終歸要依靠鍵盤和鼠標(biāo);而感知電腦里的豐富內(nèi)容,則需要通過(guò)屏幕和音箱,所以這一節(jié)就說(shuō)一說(shuō)電腦輸入和輸出設(shè)備的本質(zhì)。
輸入設(shè)備-鍵盤
鍵盤相對(duì)簡(jiǎn)單一些,當(dāng)你在鍵盤上敲擊每一個(gè)按鍵的時(shí)候,這些機(jī)械動(dòng)作會(huì)被鍵盤轉(zhuǎn)化為特定規(guī)則的電信號(hào),通過(guò)有線/無(wú)線的方式傳輸至電腦。這些電信號(hào),不用問(wèn),代表的又是一串0和1組成的二進(jìn)制數(shù)字。
當(dāng)電腦的BIOS(基礎(chǔ)輸入輸出系統(tǒng))接收到這些二進(jìn)制數(shù)字后,會(huì)把它們傳送給操作系統(tǒng)(例如windwos),然后再由操作系統(tǒng)轉(zhuǎn)交給具體的程序,最后由程序根據(jù)自身的設(shè)定來(lái)做出相應(yīng)的反饋。例如我們按一下空格鍵,word程序會(huì)空一格,F(xiàn)PS游戲中的人物通常會(huì)跳一下,而視頻播放器會(huì)暫停/開(kāi)始播放。
輸入設(shè)備-鼠標(biāo)
鼠標(biāo)有兩個(gè)基本操作,滑動(dòng)和點(diǎn)擊按鍵。按鍵的原理和鍵盤一樣,不再贅述。
關(guān)于滑動(dòng),無(wú)論是早期的機(jī)械鼠標(biāo),還是現(xiàn)在的光電鼠標(biāo)、激光鼠標(biāo),都是通過(guò)機(jī)械滾動(dòng)或者光電感應(yīng)來(lái)感知鼠標(biāo)的移動(dòng)方向和距離,并把這些信息轉(zhuǎn)化為數(shù)字電信號(hào)(0和1組成的二進(jìn)制數(shù)字)傳送給電腦。接著通過(guò)BIOS->操作系統(tǒng)->應(yīng)用程序的路徑,來(lái)做出具體的響應(yīng)。
輸出設(shè)備-顯示器(屏幕)
電腦的顯示器,可以看成一個(gè)由大量小點(diǎn)構(gòu)成的矩形方框(如下圖示例,咦,為啥下意識(shí)的又畫(huà)了個(gè)2)。
- 顯卡從各類程序或者圖形文件里讀取每個(gè)小點(diǎn)的顏色再填充進(jìn)各個(gè)小點(diǎn)里。
- 當(dāng)顯示器(屏幕)上可以顯示的點(diǎn)足夠多時(shí)(例如iphone11的屏幕上大約有155萬(wàn)個(gè)這樣的點(diǎn)),最終就會(huì)呈現(xiàn)出非常細(xì)膩的圖像。
- 同樣,每一個(gè)點(diǎn)的顏色又是0和1組成的二進(jìn)制碼。我們知道由紅色、綠色和藍(lán)色按比例組合可以調(diào)合出任意一種顏色,一個(gè)點(diǎn)的顏色信息正是記錄了紅綠藍(lán)三色的配比。假設(shè)我們分別用8位二進(jìn)制數(shù)來(lái)記錄紅綠藍(lán)三種顏色,那么一共需要24個(gè)0或者1來(lái)組成一個(gè)點(diǎn)的顏色信息。例如(00000000, 00000000, 00000000)代表的是黑色,(11111111, 11111111, 11111111)代表的是白色。
- 那么顯示器拿到顯卡傳來(lái)的這些0和1組成的顏色,又是怎么通過(guò)光電轉(zhuǎn)換為真正的色彩呈現(xiàn)給人眼的?饒了我吧,臣妾確實(shí)不想再去深究了。
- 顯示器會(huì)以很快的速度刷新每個(gè)點(diǎn)顯示的顏色(大約1秒60次,也就是60Hz;高級(jí)一點(diǎn)的顯示器可能到了120Hz,也就是1秒刷新120次),所以在屏幕上能呈現(xiàn)出視頻動(dòng)畫(huà)效果(你以為自己刷完了一部片,實(shí)際你只是以很快的速度看了很多圖片,再配上音樂(lè))。
串聯(lián)一下,前面提到按空格鍵時(shí)FPS游戲的人物會(huì)跳一下,這個(gè)過(guò)程實(shí)際上是這樣的
- 鍵盤把空格鍵按下彈起的動(dòng)作轉(zhuǎn)換為一串0和1的數(shù)字傳遞給電腦的BIOS
- BIOS把這串?dāng)?shù)字交給操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)再交給對(duì)應(yīng)的游戲,比如吃雞或者CSGO
- CPU根據(jù)這串0和1的數(shù)字,跳轉(zhuǎn)到內(nèi)存中相應(yīng)的游戲指令,開(kāi)始執(zhí)行;也就是把人物跳一下的動(dòng)畫(huà)(0和1組成的數(shù)字)傳遞給顯卡
- 顯卡通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序把這些0和1組成的數(shù)字,按照1秒60次的速度在屏幕上刷新
- 于是通過(guò)屏幕上圖像的變化(0和1數(shù)字值的變化),你的眼睛看到人物跳了一下
所以,你以為是在打游戲,而實(shí)際上你是在操作無(wú)數(shù)的0和1。
輸出設(shè)備-音箱和耳機(jī)
音箱和耳機(jī)都是用來(lái)輸出聲音的,先來(lái)看一下聲音的本質(zhì)。
聲音實(shí)際上由物體的振動(dòng)(例如人類的聲帶)引發(fā)空氣的共振,產(chǎn)生聲波,進(jìn)而傳入人類的耳朵,引起耳鼓的振動(dòng)從而帶動(dòng)聽(tīng)覺(jué)神經(jīng),再傳輸給大腦感知。所以沒(méi)有空氣的地方是沒(méi)有聲音的,例如太空。下圖是聲波的示意圖(此圖來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))
既然聲音是一種振動(dòng)的波,和圖像顯示的道理一樣,如果我們用數(shù)字來(lái)代表每一個(gè)時(shí)刻聲波的幅度,當(dāng)這些數(shù)字的密度足夠大時(shí)(例如一秒鐘采集44100次),就可以記錄下聲音。
然后,電腦把這些數(shù)字聲音信息傳遞給喇叭或者耳機(jī),由它們把數(shù)字聲音信息還原為振動(dòng),聲音就被再造了出來(lái)。
那么問(wèn)題又來(lái)了,郭德綱和迪麗熱巴都說(shuō)了一句“新年好”,按上面的理論波形應(yīng)該是一樣的,那么請(qǐng)郭老師來(lái)做程序猿鼓勵(lì)師和熱巴的效果不就一樣了么?好吧,這里又涉及到很多聲學(xué)知識(shí),恕臣妾無(wú)能為力了,以我有限的知識(shí),這里面涉及到formant(共振峰),當(dāng)采樣密度足夠大的時(shí)候,這些聲音特征信息也被保留在了這數(shù)不清的0和1之中。
11.其它
至此,電腦每個(gè)主要部件運(yùn)作的基本原理都弄清了。當(dāng)然還有很多沒(méi)說(shuō)的,例如
- 硬盤的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理
- CPU的工作頻率(這是驅(qū)動(dòng)CPU處理數(shù)據(jù)的源泉,要說(shuō)清楚估計(jì)又得開(kāi)一篇)
- 操作系統(tǒng)(例如windows)的作用
- 互聯(lián)網(wǎng)和云
- AI
這些點(diǎn)和一臺(tái)電腦的基本運(yùn)作關(guān)(yin)聯(lián)(wei)性(wo)不(hen)大(lan),就不再詳述了。
稍微展開(kāi)兩個(gè)點(diǎn):
互聯(lián)網(wǎng)是什么?互聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)傳播媒介,它把一臺(tái)電腦里存儲(chǔ)的0和1的二進(jìn)制數(shù)據(jù),按照約定好的規(guī)則發(fā)送給另一臺(tái)電腦,比如你敲的字、P的自拍都被轉(zhuǎn)化為0和1,傳到另一臺(tái)電腦(手機(jī))上,再由接收的電腦(手機(jī))按照上一節(jié)介紹的圖像和聲音的呈現(xiàn)方式呈現(xiàn)出來(lái)。
云呢?云不是天上的棉花糖,云是一臺(tái)或者多臺(tái)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)的電腦,它們可能在佳木斯,可能在貴州的某個(gè)山里,還可能在隔壁老王家,反正不在你家。這些云端電腦存儲(chǔ)了一些我們自己電腦不具備的信息,或者能處理一些我們自己電腦無(wú)法處理的任務(wù),例如:轉(zhuǎn)點(diǎn)錢、買點(diǎn)貨、人臉識(shí)個(gè)別、看個(gè)小電影,諸如此類。它們的本質(zhì)是提供我們沒(méi)有的數(shù)據(jù),或者處理我們不能處理的數(shù)據(jù),而這一切都是基于互聯(lián)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
AI呢?AI也是數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的處理,更復(fù)雜一些而已,比如從圖中識(shí)別一條狗。人類認(rèn)識(shí)一條狗,是從小時(shí)候起無(wú)數(shù)次路上遇條狗,被大人灌輸:“離遠(yuǎn)點(diǎn),當(dāng)心被狗咬。”久而久之,就認(rèn)識(shí)狗了。AI也是一樣,用無(wú)數(shù)張帶有狗或者不帶狗的照片傳進(jìn)AI系統(tǒng),告訴它這是條狗或者這里沒(méi)有狗,AI通過(guò)算法總結(jié)出狗的樣子,當(dāng)下一次你給AI一張照片時(shí),它就能判斷出照片里有沒(méi)有狗。
當(dāng)然,還有終極AI(這可能是終結(jié)人類社會(huì)的終極),這類AI就像人類一樣具有自我發(fā)現(xiàn)和自我創(chuàng)造力。牛頓家親戚從來(lái)沒(méi)有告訴過(guò)牛頓萬(wàn)有引力,但他自己發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力;馮諾依曼的老爸老媽不知電腦為何物,但是他卻能準(zhǔn)確定義出電腦的結(jié)構(gòu)。同樣,終極AI可以不依靠人類的輸入,自我發(fā)現(xiàn)宇宙自然的規(guī)律,或者創(chuàng)造出新興的事務(wù)。這一天,無(wú)法說(shuō)還很遙遠(yuǎn),記得二十多年前當(dāng)深藍(lán)戰(zhàn)勝卡斯帕羅夫的時(shí)候,人們說(shuō)電腦在圍棋上永遠(yuǎn)無(wú)法戰(zhàn)勝人類,因?yàn)閲宓淖兓菬o(wú)窮的。可二十年的時(shí)間,人類最好的圍棋國(guó)手已被電腦擊敗。
扯遠(yuǎn)了,讓我們用一個(gè)例子來(lái)看看電腦到底怎樣工作的。
12.電腦是這樣工作的
舉個(gè)什么樣的例子合適呢?太復(fù)雜的怕說(shuō)不好,用hello world舉例有點(diǎn)脫離時(shí)代,思來(lái)想去,小視頻那么火,那么就舉個(gè)例子:大家在手機(jī)上點(diǎn)擊抖音、快手小視頻并播放出來(lái)的過(guò)程。
先說(shuō)明一下,手機(jī)也是電腦的一種,是電腦的一種便攜化變體。鼠標(biāo)被觸摸屏取代,鍵盤被觸摸屏+軟鍵盤取代,加上了電話功能,其余沒(méi)有大的不同。一句題外話,個(gè)人判斷電話這個(gè)功能終有一天要消失,取而代之的是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)模擬電話功能的通話軟件。
當(dāng)年大明湖畔的夏雨荷,發(fā)生了這么幾件事(以下步驟為了說(shuō)清楚還是忽略了很多細(xì)節(jié),輕拍)
a. 首先,程序猿們按照產(chǎn)品經(jīng)理和設(shè)計(jì)獅們的設(shè)定,通過(guò)好幾種高級(jí)編程語(yǔ)言,把抖音/快手APP的操作邏輯編寫(xiě)好。再通過(guò)編譯匯編的過(guò)程,把高級(jí)語(yǔ)言轉(zhuǎn)化為電腦可以理解的0和1組成的機(jī)器指令。這些指令一部分被放在云端的電腦上,另一部分被用戶下載安裝到自己手機(jī)存儲(chǔ)空間的某個(gè)位置,回顧下這樣圖。
b. 當(dāng)用戶點(diǎn)擊APP圖標(biāo)時(shí),觸摸屏感知到手指的觸達(dá)與松開(kāi)(機(jī)械能),它把這些動(dòng)作轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字電信號(hào),也即一串由0和1組成的二進(jìn)制數(shù)字。這串?dāng)?shù)字包含了一些信息:觸壓點(diǎn)的坐標(biāo)、手指觸壓的動(dòng)作、手指脫離屏幕的動(dòng)作(松開(kāi))。
c. 這串信號(hào)被傳遞給手機(jī)的操作系統(tǒng)(安卓或者IOS),操作系統(tǒng)判斷出觸壓坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的程序是抖音/快手APP。于是操作系統(tǒng)把APP從手機(jī)的存儲(chǔ)空間里喚起,也就是把APP的一條條指令裝載進(jìn)手機(jī)內(nèi)存中,回顧下這張圖。
d. 手機(jī)CPU中的控制器,從內(nèi)存中APP對(duì)應(yīng)的第一條指令處開(kāi)始執(zhí)行。這里面涉及很多指令,但必然有指令是讀取APP用戶界面的圖片顏色與文字信息(實(shí)際上有很多張圖片,有些圖片還是從云端獲得,這里簡(jiǎn)化為一張圖片;且過(guò)程中省略了GPU的概念)。當(dāng)屏幕的上百萬(wàn)個(gè)點(diǎn)的顏色信息被讀取完畢后,這些信息被推給屏幕的驅(qū)動(dòng)程序去驅(qū)動(dòng)屏幕的硬件做出響應(yīng),在每一個(gè)小點(diǎn)上顯示出對(duì)應(yīng)的顏色信息,先回顧下這張圖。
于是我們看到了APP的首頁(yè)(如下圖),接下來(lái)我們點(diǎn)擊這幾個(gè)視頻當(dāng)中的一個(gè)
e. 手機(jī)的各個(gè)部件重復(fù)步驟b,觸摸后產(chǎn)生的0和1二進(jìn)制信息被傳遞給操作系統(tǒng),操作系統(tǒng)進(jìn)一步傳遞給APP,而APP根據(jù)坐標(biāo)信息判斷出用戶點(diǎn)擊的是哪一個(gè)短視頻。這一過(guò)程的實(shí)質(zhì)是觸摸信息被存放于內(nèi)存的某一個(gè)地址中;CPU控制器的指令地址寄存器移動(dòng)到操作系統(tǒng)指令對(duì)應(yīng)的地址,執(zhí)行后再把指令地址寄存器移動(dòng)到APP指令存放的對(duì)應(yīng)地址。
接著CPU控制器開(kāi)始執(zhí)行APP的播放視頻相關(guān)指令,由于視頻的內(nèi)容存在云端,所以首先要從云端獲取相應(yīng)的視頻文件。這時(shí)APP按照互聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議的規(guī)定格式,開(kāi)始準(zhǔn)備相應(yīng)的指令,以便這些指令能被順利的傳遞到云端的電腦上,進(jìn)一步從云端電腦獲取視頻內(nèi)容。
大家心里可能會(huì)有疑問(wèn),這么復(fù)雜的功能,那個(gè)CPU中看似簡(jiǎn)單的ALU能處理么?答案是肯定的。APP發(fā)到云端的指令,它的本質(zhì)還是一串符號(hào)。我們假設(shè)這串符號(hào)為“play”(實(shí)際上遠(yuǎn)比這復(fù)雜),那么CPU的工作就是通過(guò)ALU的計(jì)算,在內(nèi)存中的某一段中存下這個(gè)指令。
在前文提到的ASCII表中,p對(duì)應(yīng)二進(jìn)制符號(hào)0111 0000,l對(duì)應(yīng)二進(jìn)制符號(hào)0110 1100,a對(duì)應(yīng)二進(jìn)制符號(hào)0110 0001,y對(duì)應(yīng)二進(jìn)制符號(hào)0111 1001。在一個(gè)32位的CPU體系中,按如下步驟可以組成play:
- 把0111 0000(p)通過(guò)ALU左移24位,存入寄存器
- 把0110 1100(l)通過(guò)ALU左移16位,存入寄存器
- 把0110 0001(a)通過(guò)ALU左移8位,存入寄存器
- 把0111 1001(y),存入寄存器
- 把四個(gè)寄存器的數(shù)字依次相加后得到E,并把E存入內(nèi)存中
指令組合完畢,CPU再轉(zhuǎn)去執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動(dòng)的指令,驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)硬件把這些0和1的二進(jìn)制字符轉(zhuǎn)換為電磁波發(fā)送給中國(guó)移動(dòng)的交換機(jī)(一臺(tái)負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)信息的電腦),最終這串0和1的指令進(jìn)入云端的電腦。
f. 云端的電腦按照指令準(zhǔn)備好相應(yīng)的視頻數(shù)據(jù)(包括圖像和聲音,一長(zhǎng)串由0和1組成的二進(jìn)制數(shù)字),通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)返回給用戶的手機(jī)。這時(shí)手機(jī)里的CPU跳轉(zhuǎn)到屏幕和喇叭的驅(qū)動(dòng)程序指令地址開(kāi)始執(zhí)行指令,把圖像和聲音數(shù)據(jù)分別傳送給屏幕和喇叭,通過(guò)快速的刷新數(shù)據(jù),圖像和聲音就被連續(xù)的呈現(xiàn)出來(lái)了(其實(shí)圖像和聲音是串行執(zhí)行的,只是因?yàn)榍袚Q的速度很快,人類的感知才認(rèn)為是同時(shí)播放的)。
注:實(shí)際的步驟更復(fù)雜,云端先返回視頻存放的地址,再由手機(jī)去相應(yīng)的地址獲取數(shù)據(jù);而數(shù)據(jù)也不是一次性傳輸完,是分段傳輸?shù)模瑸榱嗣枋龊?jiǎn)單就當(dāng)做一次性都返回了。
至此,好像簡(jiǎn)單梳理了一下電腦的工作流程,但感覺(jué)又好像什么都沒(méi)說(shuō)明白 -_-! 只能寫(xiě)到這個(gè)程度了,見(jiàn)諒。另外,由于涉及的領(lǐng)域眾多,時(shí)間倉(cāng)促,如有錯(cuò)漏之處,請(qǐng)各位海涵。
13.雜談
在寫(xiě)這篇文章的同時(shí),雜七雜八想了很多,畫(huà)蛇添足扯一扯吧,畢竟2020年的春節(jié)待在家里碼字是最安全的 :)
社會(huì)發(fā)展為何加速?
在我們祖父、父輩的那個(gè)年代,時(shí)間過(guò)去5年、10年,甚至30年,都感覺(jué)不到太大的變化。可進(jìn)入21世紀(jì)后,明顯感覺(jué)到隨著時(shí)間的推移,社會(huì)發(fā)展的速度越來(lái)越快,以至于30-40歲的人都開(kāi)始覺(jué)得有點(diǎn)兒跟不上了。
互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、AI,一個(gè)緊跟一個(gè)。不但個(gè)體容易被淘汰,就連頭部公司的更新?lián)Q代也越來(lái)越快,5年就可能產(chǎn)生一個(gè)新的巨無(wú)霸。
個(gè)人認(rèn)為,社會(huì)演進(jìn)的加速,來(lái)自電腦和相關(guān)技術(shù)的普及。
電腦大規(guī)模普及之前的社會(huì),人類的處理速度限制了事物發(fā)展的速度。電腦的普及,從方方面面提升了演進(jìn)的速度;而且隨著時(shí)間的推移,加速度越來(lái)越大。
例如信息的交換,以前發(fā)一封信需要幾天的時(shí)間才能到達(dá),而如今只需要幾秒;當(dāng)信息交換加速,提升了溝通效率,于是很多事情的決策變快了。
例如設(shè)計(jì),無(wú)論是基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)計(jì)還是產(chǎn)品設(shè)計(jì),沒(méi)有電腦之前,需要人們手工畫(huà)圖并且推演各種數(shù)據(jù)進(jìn)行論證。有了電腦輔助之后,加速了。
例如資金,資金是很多事物發(fā)展的助推劑。銀行電子化之前,資金需要在各類實(shí)體間轉(zhuǎn)運(yùn),即使是支票,也需要一定的時(shí)間成本來(lái)兌現(xiàn)。而現(xiàn)在,只要幾秒鐘,資金就可以在全球流轉(zhuǎn);資金流轉(zhuǎn)的加速,推動(dòng)了社會(huì)演進(jìn)的加速。
再例如教育,社會(huì)的演進(jìn)離不開(kāi)人才。電腦普及之前,培養(yǎng)一個(gè)職業(yè)人才需要大量的言傳身教。電腦普及之后,知識(shí)的傳播提速了。社會(huì)發(fā)展需要的方方面面的人才,可以快速的培養(yǎng)與獲取。因此,也推動(dòng)了社會(huì)的演進(jìn)。
當(dāng)AI時(shí)代來(lái)臨,這個(gè)加速度還會(huì)進(jìn)一步的提升。“三十年河?xùn)|三十年河西”這句老話,恐怕得變?yōu)椤叭旰訓(xùn)|三年河西”了。
中國(guó)在電腦技術(shù)基礎(chǔ)領(lǐng)域,什么時(shí)間可以追上世界水平?
這篇文章涉及了電腦相關(guān)技術(shù)的很多基礎(chǔ)領(lǐng)域,但這些可能只是九牛一毛;而且技術(shù)的深度,估計(jì)也就高中到大一的水平。
但我們國(guó)家每年畢業(yè)的幾百萬(wàn)大學(xué)生里,到底有多少人是鉆研這些領(lǐng)域的呢?在初高中,到底有多少有天賦的00后能獲取學(xué)習(xí)到相關(guān)的技術(shù)知識(shí)呢?
我們所看到的,是大量?jī)?yōu)秀的有天賦的人才流向了可以快速掙錢的行業(yè)(應(yīng)用軟件研發(fā)、應(yīng)用芯片研發(fā)、AI應(yīng)用、互聯(lián)網(wǎng)金融等等)。無(wú)一例外,都是技術(shù)的組合應(yīng)用。
如果拿造樓來(lái)比喻,我們不缺建筑師、不缺設(shè)計(jì)師、不缺施工隊(duì),但造樓的水泥、鋼筋我們自己做不出來(lái),得依靠別人。而電腦技術(shù)基礎(chǔ)領(lǐng)域的水泥、鋼筋,其技術(shù)復(fù)雜度要更勝一籌。
這一類的人才不是集中培養(yǎng)幾個(gè)人就可以出來(lái)的。集中培養(yǎng),我們可以造出世界第一的超級(jí)計(jì)算機(jī),但是我們?cè)觳怀鍪澜缤ㄓ玫男酒軜?gòu)。要追上世界水平,需要依靠大量的人才梯隊(duì)。隨著時(shí)間的推移,一些人在發(fā)展競(jìng)爭(zhēng)中從梯隊(duì)里嶄露頭角。道理和中國(guó)足球一樣,沒(méi)有足夠的梯隊(duì),就永遠(yuǎn)沒(méi)有11個(gè)世界水平的主力。
所以,當(dāng)我們的電腦技術(shù)基礎(chǔ)教育能真正夯實(shí),吸引大量的年輕人進(jìn)入方方面面相關(guān)的領(lǐng)域(底層芯片設(shè)計(jì)、軟件編譯器設(shè)計(jì)、光刻機(jī)制造、新電子材料研發(fā)等等),以這個(gè)時(shí)間為起點(diǎn),再過(guò)20年,才有可能追上世界水平。
好了,就扯到這里了,祝各位闔家安康、開(kāi)工大吉!
寫(xiě)在最后
此文完成之時(shí),疫情還沒(méi)有很糟糕。那么現(xiàn)在,就再寫(xiě)點(diǎn)什么吧。
鼠年的正月初八,街市的冷清與醫(yī)院的喧囂是這個(gè)春節(jié)的主旋律。圈里的熱度不減,各類關(guān)于新型冠狀病毒的消息鋪天蓋地,而我自己也不由得為這場(chǎng)信息漩渦添加了一份助力。
記起1999年我們?cè)谀下?lián)盟的大使館被炸,一時(shí)群情激奮,各類游行請(qǐng)?jiān)浮6宜诘膶W(xué)校還專門開(kāi)了辯論會(huì),那個(gè)紛雜的現(xiàn)在看來(lái)毫無(wú)意義的辯論會(huì),已然記不起辯題到底是什么了。只記得在旁觀了很多人的慷慨陳詞之后,輪到自己時(shí)說(shuō)了一句冷場(chǎng)的話,大意是這樣:“現(xiàn)在坐在這里的每一個(gè)人說(shuō)的每一句話都毫無(wú)意義,對(duì)于太平洋另一端的那個(gè)國(guó)度毫發(fā)無(wú)傷,我們只是在安慰自己。如果要做點(diǎn)什么,我們應(yīng)該好好學(xué)習(xí)。大家都這么做,將來(lái)就不會(huì)再發(fā)生同樣的事。”感謝過(guò)去這二十年里,那些默默用自己所學(xué)為我們這個(gè)國(guó)度添磚加瓦的普通人,正是千千萬(wàn)萬(wàn)這樣的普通人使得我們今天不會(huì)再遭受二十年前的屈辱(同樣的戲碼,前段時(shí)間剛剛發(fā)生在伊朗頭上)。
正如此,今天的我們?nèi)绻M麑?lái)不再出現(xiàn)類似的情況,能做的就是做好自己分內(nèi)的事兒,讓我們的國(guó)度在方方面面繼續(xù)一點(diǎn)一滴的強(qiáng)大起來(lái)。怒其不爭(zhēng)也好,哀其不幸也罷,意見(jiàn)要表達(dá),但行動(dòng)更重要。捐錢捐物資,不占用有限的醫(yī)療資源;等到情況好轉(zhuǎn)的時(shí)候,多出去吃吃飯購(gòu)購(gòu)物,多加加班,便是行動(dòng)。而魑魅魍魎,已然曝露在光天化日之下,自會(huì)有人收拾。