平時他總是問我一些奇怪的問題,其實這是個暴露年齡的問題,作為零五后,他不知道,我不怪他。我想他每天玩 iPad 不知道這些也沒啥奇怪的。
于是,我拿出了我的耐心,準備給他講講 C 盤的故事。
話說,20 世紀五六十年代,工程師創造了個人電腦。為了方便使用,工程師就將系統安裝在磁盤上,使用者通過磁盤驅動器讀取。IBM 曾推出了一款在當時看起來更加方便的存儲磁盤——軟盤。
最早的軟盤是8英寸的
其實 8 英寸這么大,還是有點不方便的。隨后就出現了 5.25 英寸軟盤和 3.5 英寸軟盤,來取代 8 英寸軟盤。
A 盤的盤符就是為 3.5 英寸軟盤驅動器準備的,B 盤的盤符則是為 5.25 英寸的軟盤驅動器準備的。因為當時的計算機還沒有現在很常見的硬盤,所以 A 和 B 兩個盤符就這樣獻給了軟盤。
三種不同尺寸的軟盤 中間的5.25寸軟盤大概相當一張光盤的大小
之后便是硬盤的時代,將系統安裝在硬盤并固定在機箱內,再也不用插入軟盤,下次直接按下開機鍵就可以用了。
但這時候軟驅還存于新興時代,既有軟盤,又有硬盤,于是硬盤便被命名為 C 盤。
隨著 Windows 操作系統的誕生,TA 需要運行在硬盤上,所以 Windows 系統的默認軟件安裝路徑是 C 盤,之后按照兼容的考慮不斷升級 Windows,直到現在,硬盤的第一個盤還是 C 盤,默認安裝路徑也是 C 盤。
如今很少有人使用軟盤了,它也仍然沒有走遠。比如“保存”和“另存為”功能的圖標其實就是一個軟盤。軟盤的精神被塵封在了電腦里,寓意著人們對數據存儲的渴望。
我問弟弟:“懂了嗎?” 他點點頭,又搖搖頭!他說沒見過軟盤的樣子,準備買一個回來感受下。接著他又給我拋出三個問題。那......
1. CPU 是什么的縮寫?
2. Hz 又表示什么的單位呢?
3. Z80 CPU 是多少比特的 CPU?
這......我竟然有點發懵。不!這不應該,被他這么一問,我發現有一些問題還真無法簡單地解釋清楚呢!
其實,工作之后,以前這些有關硬件的底層知識,差不多都還給老師了。這次要不是弟弟問我,我都不知道自己竟然差不多忘得一干二凈了。是時候重新補補這些硬件相關的知識了。
聽說本周三,有這樣一節有關硬件的直播課,不僅可以幫我補補課,而且還可以帶著弟弟一起學習。這些電子時代成長起來的娃們,雖說擺弄電子產品很 6,但對于產品本身可謂是一無所知。
我一直想教他學 Python 的,如果先了解下計算機的構造,估計學起來也會容易點。如果你跟我有一樣的煩惱,那么周三一起來聽這場直播吧!
做一臺計算機,可以說我們每個人上學時都有過這樣的想法。后來因為這樣那樣的原因放棄了。那么,做一臺計算機究竟需要哪些步驟?上班多年后,我開始考慮這個問題。以下節選自《計算機是怎樣跑起來的》,通過做一臺計算機,讓我們實現年少時的愿望吧!(萬字長文,干貨滿滿,建議收藏起來慢慢讀)
1.1 制作計算機所需元件:
首先我們要一起來收集元件吧。制作微型計算機所需的基礎元件只有 3 個,CPU、內存和 I/O,每種元件都是作為一塊獨立的 IC 在市場上出售的。
CPU 是計算機的大腦,負責解釋、執行程序。內存負責存儲程序和數據。I/O 是 Input/Output(輸入/輸出)的縮寫,負責將計算機和外部設備(周邊設備)連接在一起。
這里我們使用 Z80 CPU 作為微型計算機的 CPU、TC5517 作為內存、Z80 PIO 作為 I/O。
Z80 CPU 是一款古老的 CPU,在 NEC 的 PC-8801、SHARP 的 MZ-80 等 8 比特計算機廣泛應用的時代,曾以爆炸般的速度普及過。
TC5517 是可以存儲 2K 的 8 比特數據的內存。在計算機的世界里,K 表示210=1024。TC5517 的容量是 8 比特 ×2×1024=16384 比特,即 2K 字節。雖然這點容量與諸位所使用的個人計算機比起來相差懸殊,但是對于用于學習的微型計算機來說是綽綽有余了。
Z80 PIO 作為 I/O,經常與 Z80 CPU 一起使用。正如其名,PIO(Parallel I/O,并行輸入/輸出)可以在微型計算機和外部設備之間并行地(一排一排地)輸入輸出 8 比特的數據。
在計算機愛好者們沉浸在制作微型計算機的那個年代,這些元件都是常見的 IC。不過我要先說一下,今天我們制作的微型計算機終歸只是用于學習的模型,并沒有什么實用的價值。
圖1.1 Z80 微型計算機的電路圖
為了制作微型計算機,除了 CPU、內存和 I/O,還需要若干輔助元件。
為了驅動 CPU 運轉,稱為“時鐘信號”的電信號必不可少。這種電信號就好像帶有一個時鐘,滴答滴答地每隔一定時間就變換一次電壓的高低(如圖 1.2 所示)。輸出時鐘信號的元件叫作“時鐘發生器”。時鐘發生器中帶有晶振,根據其自身的頻率(振動的次數)產生時鐘信號。時鐘信號的頻率可以衡量 CPU 的運轉速度。這里使用的是 2.5MHz(兆赫茲)的時鐘發生器。
圖1.2 時鐘信號的波形圖
用于輸入程序的裝置也是必不可少的。在這里我們通過撥動指撥開關來輸入程序,指撥開關是一種由 8 個開關并排連在一起構成的元件(如照片 1.1(a) 所示)。輸出程序執行結果的裝置是 8 個 LED(發光二極管)。到此為止,主要的元件就都備齊了。
剩下的就都是些細碎的元件了。表 1.1 是所需元件的一覽表,里面也包含了之前介紹過的元件。請諸位粗略地瀏覽一遍。所需元件表中的 74367 和 7404 也是 IC,用于提高連接外部設備時的穩定性。
表 1.1 本次用到的制作微型計算機的元件:
電阻是用于阻礙電流流動、降低電壓值的元件。為了省去布線的麻煩,這里也會使用將 8 個電阻集成到 1 個元件中的集成電阻(如照片 1.1(b) 所示)。電阻的單位是 Ω(歐姆)。
電容是存儲電荷的元件,衡量存儲電荷能力的單位是 F(法拉)。要讓微型計算機運轉起來,5V(伏特)的直流電源是必不可少的。于是還需要使用一個叫作“開關式穩壓電源”的裝置,將 220V 的交流電變成 5V 的直流電。
照片1.1 指撥開關和集成電阻
1.2 電路圖的讀法
在開始布線之前,先來介紹一下電路圖的讀法。在電路圖中,用連接著各種元件符號的直線表示如何布線。電路中有些地方有交叉,但若只是交叉在一起的話,并不表示電路在交叉處構成通路。只有在交叉處再畫上一個小黑點才表示構成通路。
圖 1.3 判斷電路交叉時是否構成通路
圖 1.4 電源的表示方法
本次制作的微型計算機工作在 +5V 的直流電下。雖然在實際的電路中要把 +5V 和 0V 連接到各個元件的各個引腳上,但是如果在電路圖中也把這些地方都一一標示出來的話,就會因為到處都是 +5V 和 0V 的布線而顯得混亂不堪了。所以要使用如圖 1.4 所示的兩種電路圖符號來分別表示電路連接到 +5V 和連接到 0V 的情況。
IC 的引腳(所謂引腳就是 IC 邊緣露出的像蜈蚣腿一樣的部分)按照逆時針方向依次帶有一個從 1 開始遞增的序號。數引腳序號時,要先把表示正方向的標志,比如半圓形的缺口,朝向左側。舉例來說,帶有 14 個引腳的 7404,其引腳序號就如圖 1.5 所示。
圖 1.5 如何數 IC 的引腳序號
如果按照引腳序號的排列順序來畫 IC 的電路圖符號,那么標示如何布線時就會很不方便。所以通常所繪制的電路圖都不受引腳實際排布的限制1。畫圖時,在引腳的旁邊寫上引腳的序號,在表示 IC 的矩形符號中寫上表明該引腳作用的代號。代號就是像 RD(Read)表示執行讀取操作,WR(Write)表示執行寫入操作這樣的代表了某種操作的符號。各個代號的含義等到為引腳布線時再一一說明。
1.3 連接電源、數據和地址總線
下面就開始布線吧。請假想自己正在制作微型計算機,并按照如下的說明用紅鉛筆在電路圖中描畫相應的電路。
首先連接電源。IC 與普通的電器一樣,只有接通了電源才能工作。Z80 CPU、TC5517 和 Z80 PIO 上都分別帶有 Vcc 引腳和 GND 引腳。Vcc 和 GND 這一對兒引腳用于為 IC 供電。下面請先將 +5V 電源連接到各個 IC 的 Vcc 引腳上,然后將 0V 電源連接到各個 IC 的 GND 引腳上。接下來還需要將 +5V 和 0V 連接到時鐘發生器上。接通電源后這些 IC 和時鐘發生器就可以工作了。
微型計算機所使用的 IC 屬于數字 IC。在數字 IC 中,每個引腳上的電壓要么是 0V、要么是 +5V,通過這兩個電壓與其他的 IC 進行電信號的收發。用于給 IC 供電的 Vcc 引腳和 GND 引腳上的電壓是恒定不變的 +5V 和 0V,但是其他引腳上的電壓,會隨著計算機的操作在 +5V 和 0V 之間不斷地變化。
稍微說一點題外話,只要想成 0V 表示數字 0、+5V 表示數字 1,那么數字 IC 就是在用二進制數的形式收發信息。也正因為如此,二進制數在計算機當中才如此重要。
有關二進制的內容,請先記住以下知識點:通常將 1 個二進制數(也就是數字 IC 上 1 個引腳所能表示的 0 或者 1)所表示的信息稱作“1 比特”,將 8 個二進制數(也就是 8 比特)稱作“1 字節”。比特是信息的最小單位,字節是信息的基本單位。這里制作的微型計算機是一臺 8 比特微型計算機,因此是以 8 比特為一個單位收發信息的。
下面回到正題。計算機以 CPU 為中心運轉。CPU 可以與內存或 I/O 進行數據的輸入輸出。為了指定輸入輸出數據時的源頭或目的地,CPU 上備有“地址總線引腳”。Z80 CPU 的地址總線引腳共有 16 個,用代號 A0~A15 表示,其中的 A 表示 Address(地址)。后面的數字 0~15 表示一個 16 位的二進制數中各個數字的位置,0 對應最后一位、15 對應第一位。16 個地址總線引腳所能指定的地址共有 65536 個,用二進制數表示的話就是 0000000000000000~1111111111111111。因此 Z80 CPU 可以指定 65536 個數據存取單元(內存存儲單元或 I/O 地址),進行信息的輸入輸出。
一旦指定了存取數據的地址,就可以使用數據總線引腳進行數據的輸入輸出了。Z80 CPU 的數據總線引腳共有 8 個,用代號 D0~D7 表示。其中的 D 表示 Data(數據),后面的數字 0~7 與地址總線引腳代號的規則相同,也表示二進制數中各個數字的位置。Z80 CPU 可以一次性地輸入輸出 8 比特的數據,這就意味著如果想要輸入輸出位數(比特數)大于 8 比特的數據,就要以 8 比特為單位切分這個數據。
作為內存的 TC5517 上也有地址總線引腳(A0~A10)和數據總線引腳(D0~D7)。這些引腳需要同 Z80 CPU 上帶有相同代號的引腳相連。一塊 TC5517 上可以存儲 2048 個 8 比特的數據(如圖 1.6 所示)。可是由于用于輸入程序的指撥開關是以 8 比特為一個單位指定內存地址的,所以我們只使用 TC5517 上的 A0~A7 這 8 個引腳,并把剩余的 A8~A10 引腳連接到 0V 上(這些引腳上的值永遠是 0)。雖然總共有 2048 個存儲單元,最終卻只能使用其中的 256 個,稍微有些浪費。下面就請諸位用紅鉛筆把 Z80 CPU 和 TC5517 的 D0~D7 以 及 A0~A7 引腳分別連接起來。
圖 1.6 TC5517 的內部構造
1.4 連接 I/O
下面開始連接 I/O。只有了解了作為 I/O 的 Z80 PIO 的結構,才能理解為什么要這樣布線。諸位都知道“寄存器”這個詞嗎?寄存器是位于 CPU 和 I/O 中的數據存儲器。Z80 PIO 上共有 4 個寄存器。2 個用于設定 PIO 本身的功能,2 個用于存儲與外部設備進行輸入輸出的數據。
這 4 個寄存器分別叫作端口 A 控制、端口 A 數據、端口 B 控制和端口 B 數據。所謂端口就是 I/O 與外部設備之間輸入輸出數據的場所,可以把端口(Port)想象成是輪船裝卸貨物的港口。Z80 PIO 有 2 個端口,端口 A 和端口 B,最多可以連接 2 個用于輸入輸出 8 比特數據的外部設備(如圖 1.7 所示)。
圖 1.7 Z80 PIO 的內部構造
既然已經大體上了解了 Z80 PIO 的結構,下面就開始布線吧。因為 Z80 PIO 上也有 D0~D7 的數據總線引腳,所以先把它們和 Z80 CPU 中帶有同樣代號的引腳連接起來。這樣 CPU 和 PIO 就能使用這 8 個引腳交換數據了。
后面還有以下步驟:
1.5 連接時鐘信號
1.6 連接用于區分讀寫對象是內存還是 I/O 的引腳
1.7 連接剩余的控制引腳
1.8 連接外部設備,通過 DMA 輸入程序
1.9 連接用于輸入輸出的外部設備
T之家訊 今天,我們分享了一篇微軟前員工講述微軟在Win10中采用漢堡式菜單初衷的文章,文中稱這是微軟通過對大量數據的分析以及由一大批聰明的腦袋思考討論從而得出的最佳方案。
現在,又有一名在微軟工作過十余年前Windows工程師分享的關于Windows開發過程的一些內容,這些內容向我們展示了,一個好的創意如何被毀滅,而一個糟糕的創意最終又是如何被采納的。
該工程師寫道:
我曾經是一名Windows團隊的工程師,參加過不少開發研討會議。
常常,一些性格外向且頗具魅力的項目經理會宣布,團隊已做出了一項決定。然而,這個決定通常會是多方妥協的產物,妥協因素可能是功能性、或者是適用性、也或者是時間限制等等。最初的構想往往都很美好:快速、廣泛適應、直觀、自動記錄,最重要的是對用戶友好。在這個階段,即下一代Windows操作系統的構想階段,它常常被看成是非常了不起的產物。
而隨著開發進程的推進,一系列決策導致對原本設想的Windows功能進行削減,以至于到正式發布時,最終的產品已與最初構想大相徑庭。
問題是,在整個過程中,所有這些決定看起來并不是那么糟糕。因為項目管理團隊、開發人員與測試人員已經經過了仔細審議、已花費了大量時間來權衡他們做出的每個選擇,評估了每種選擇的優缺點并估計出了其可能產生的影響,最終從多個選擇中選擇了自認為最佳的選擇。
問題是誰沒有參與到整個決策過程中來呢?
是用戶!在通常只有4到6周的決策時間內,開發者根本沒有工夫去咨詢用戶。而微軟的內部員工作成為了用戶的代表,而他們的想法往往過于理想化。
于是,團隊就按這種理想化的模式運作,他們心思縝密地將所有實際不合理的想法合理化,并最終做出決定。
到了會議當天,項目管理者會反復強調他們所做出的決定是多么有利于用戶。他們會列舉一些事實來佐證這項決策:我們不想提供過多選項來讓用戶無從選擇;一致性對微軟有利,所以也一定對用戶有利。每個人都面帶滿意的笑容,紛紛點頭同意這項決策并一致認為這是最佳決策。
盡管最終結果與當初構想的有些差距,也可能用會使用戶體驗更糟糕,但工程們還有“殺手級”的說辭:“編寫軟件總是需要妥協的嘛,如果真有用戶在現場,相信他們也會理解的。”
以上就是我曾經作為Windows工程師時的所見所感。
當然,以上是過去微軟開發Windows中的一些內幕。目前,在Win10開發過程中微軟已通過Windows Insider計劃將Windows的開發過程變得更加透明化,開始認真聽取用戶的反饋。希望最終版Win10(包括桌面版和手機版)能讓絕大多數用戶滿意。(Via: WMPU)
注“差評”,看科技圈風云變幻~
在輕薄筆記本電腦設計愈發別出心裁的今天,幾乎每隔一段時間,我們就會在新推出的電腦上,看到不少令人眼前一亮的創新。
奈何市場變化實在太快,昔日很多在電腦行業叱咤風云的品牌和公司,在滾滾向前的時代潮流中,或與時俱進蒸蒸日上,或偃旗息鼓銷聲匿跡。
以至于現在買電腦時,估計差友們能想到的無非也就是蘋果、微軟、戴爾、聯想、惠普、華碩、華為、小米等等這些至今還健在的品牌。
但說起筆記本電腦,有個牌子托尼不得不提。
它曾靠著其時尚超前的設計理念和獨具一格的技術創新,一度代表了 PC 行業最高的工業設計水準,當初的地位不亞于現在的蘋果微軟,以至于被無數后來者模仿借鑒。
這個品牌的名字叫“ VAIO ”。
雖然它的知名度今不如昔,甚至因為字母之間的相似可能還會讓不了解的差友將它與毫不相干的 vivo 聯想到一起,但實際前者成立的時間還要比后者早上十幾年。
VAIO 的品牌 logo
va 代表自然的模擬信號,io 代表科技的 01 數字信號
當然創立的早晚并不能說明什么,最重要的是那時 vaio 背后的母公司大有來頭,作為向來喜歡倒騰各種有用沒用黑科技的索尼大法旗下的子品牌,意味著它從一誕生就注定了與眾不同。
當時電腦普遍又厚又重,外觀還是以黑白灰為主的年代,1997 年 vaio 的初代筆記本電腦就開始表現出那么的超凡脫俗。
略顯輕薄的機身,搭配基佬淡紫色的外殼,vaio 推出的第一臺筆記本電腦就選擇了如此騷氣的顏色,暫且不市場對此買不買單,光是這敢為人先的魄力托尼就有點佩服。
有心思能想到在電腦上玩配色,索尼的 vaio 比蘋果的 imac 早了那么一年。
在智能手機沒普及之前,手機的功能遠沒有電腦那樣來的強大,互聯網時代的世界還是屬于計算機,人們主要靠電腦來實現辦公或者上網沖浪。
電腦價格對于普通消費者來說算是高高在上,行業競爭也不像如今這般水深火熱,巨大的利潤空間和尚未飽和的市場需求,這就給了很多電腦廠家研發更多技術嘗試到電腦上的可能。
所以次年,vaio 又獨辟蹊徑,直接發布了一臺迷你型的筆記本電腦。
別小瞧了這臺小巧袖珍的電腦,它是世界上最早使用寬屏設計( 屏幕比例 21:9,俗稱的帶魚屏 )的筆記本電腦產品之一。
并且 vaio 還在屏幕的上方配備了一個可以翻轉的攝像頭,這也是索尼第一次將自家數碼相機技術下方到電腦上。
雖然攝像頭的像素只有 35萬,但托尼想著不用剛好可以翻轉攝像頭,防止被偷錄泄露隱私倒是個不錯的用途。
類似的翻轉攝像頭設計,托尼還在后來發布的oppo N1 和榮耀 7i 手機上見過。
當然家大業大,業務觸手遍及顯示屏、相機、游戲、影音等各行各業的索尼,在自己親兒子 vaio 上下放的技術可不止攝像頭。
比如在 2006 年人們還沒有機會喊出 LCD 永不為奴這句話前,vaio 就率先采用過 OLED 超薄背光屏作為它的顯示屏。
那時候哪會有人糾結屏幕頻閃是否會對眼睛帶來的傷害,至少屏幕那細膩的畫質讓不少人用了就念念難忘。
后來 vaio 11 年又首次在筆記本電腦上實現了裸眼高清 3D 的效果。
240Hz 的屏幕刷新率,看電腦屏幕時左右眼分別可以收到 120Hz 頻率的圖像,從而直接擺脫了眼鏡的束縛,影音游戲帶來的視覺享受堪稱極致。
除了電腦屏幕,筆記本機身材質也是 vaio 喜歡花心思“ 折騰 ”的地方。
盡管最先使用碳纖維機身的電腦已無從考究,但 vaio 成立沒幾年,就開始陸續推出了好幾款用碳纖維材質打造的電腦。
其中設計最經典的就是在 04 年推出的一款名為 VAIO X505 型號的筆記本。
作為第一代無風扇筆記本,11 寸的機身整機由碳纖維打造,電腦最薄處突破了 1cm 厚度,僅為 9.7mm,在當時的筆記本電腦中以 785g 超輕量排名第一。
不足 800g 的重量,即使放到現在也絲毫不示弱。
這個超薄的記錄一直被 vaio 所保持,直到四年后蘋果發布第一款 MacBook Air,全球最薄筆記本電腦的桂冠才正式易主,坊間一直有個傳聞說,Air 的問世正是受到了它的影響。
不僅如此,vaio 還很有預見性的將指紋識別引入到了它在 05 年推出的商務筆記本電腦上。
超薄金屬機身、碳纖維面板、超高清分辨率,高刷新率屏幕、指紋識別。。。
這些放在當今筆記本電腦上也絲毫不遜色的功能與特點,很難相信原來早在八九年前,就已經在 vaio 電腦上存在并使用過了。
vaio 筆記本自創立之日起,也創造出了無數個第一:首款搭載藍光光驅、最早使用寬屏設計、最輕量級的機身、首次實現高清 3D 效果、首次使用降噪技術。。。
并且在 vaio 上很多經典的設計,如今我們在其他筆記本電腦上仍能夠見到它的影子。
2012 年發布的 VAIO Duo 11 滑蓋超極本就是一個很好的例子。
鋁合金的外殼,鍵盤與屏幕滑蓋式的設計,搭載 Windows 8 的操作系統,1080P 的高清顯示屏支持十點式觸摸操控。。。
這款顛覆傳統形態的變形本剛發布出來的時候,人們很難說清楚它到底是一臺平板電腦還是一臺筆記本電腦。
在它推出市場的后面一年,微軟筆記本平板二合一的 Surface Pro 才隨之問世。
除了電腦外,vaio 還推出過一款很有工業設計感的藍牙鼠標, 整個鼠標外殼采用了鋁合金亞光拉絲材質,在掌托處設置了可滑動的蓋子。
不用鼠標時直接把蓋子往上一翻,它的電源就會自動關閉,光是往電腦旁邊一放,妥妥的就是一件精致的工藝品。
與之類似的設計在 vaio 上還能找到很多,可以說索尼骨子里對個性特質的不懈追求和品牌調性的極致把控,在 vaio 身上都得到了完美的繼承。
也正因為 vaio 筆記本電腦的獨具一格,就連喬布斯也曾經勸說過索尼,希望讓蘋果自家的 OSX 系統能運行在 vaio 電腦上。
喬布斯在發布會上致敬索尼的盛田昭夫
遺憾的是這項提議由于各種原因最終沒能達成,不然我們就能在 vaio 電腦上用到蘋果的操作系統了。。。
雖然說優秀的設計不會因時間流逝而失去它的魅力和價值,但承載設計的載體會因為外界環境因素的影響而發生褪色腐蝕。
2014 年,由于智能手機和平板對傳統電腦市場的沖擊,索尼筆記本電腦業務持續虧損,出于戰略調整,最終將 vaio 賣給了一家名叫 JIP 的基金公司,今后將不再企劃、設計和研發電腦產品,vaio 也因此退出國內市場。
直到 17 年它才重新在國內市場回歸。
但 17 年 vaio 回歸中國帶來的兩款新電腦,仍然延續了之前的設計,只是經過了幾處細微的改款外觀卻沒有得到突破,處理器還比同價位的競爭對手落后一代,結果毫無意外的在市場落了冷。
就像之前諾基亞被微軟收購,黑莓被 TCL 收購,盡管現在手機的 logo 還是刻著和原先相同的牌子,實際上它早已不是我們認識的樣子。
離開了索尼血統的 vaio,在后來推出的筆記本電腦上,也總覺得少了點什么。
“ 索尼的手機業務現在還活的好好的呢。 ”