讀《編碼的奧秘(CODE)》

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恰逢這學期有《微機原理》課程,就於近期拜讀了Charles Petzold的著作《編碼的奧秘》(CODE),深受啟發,常有頓悟之感。將其中亮點與自己的豁然感觸整理如下。


Began with A Story

從一個生活化的情景開始,Mr.Petzold將編碼、電路基礎、數字電路、微機原理的知識娓娓道來。讀其書時,每每感到,計算機的起源、發展歷程,就來自於一個個最簡單不過的需求。

不管是將手電筒從常亮又飛舞的燈光光柱到夜間閃爍的摩斯碼,還是繼電器的產生,或是從累加器到自動控制的精妙設計,都在或明或暗地告訴讀者,計算機的產生,絕不是幾個偉人憑空想像的偶然發明,而是編碼、電學、半導體材料、數字邏輯領域無數前輩的集體創作。許許多多,計算機中的結構組成與運算邏輯,都在書中緩緩展開,給我啟發。

Summarize Merits

閱讀前,我已經學習過《C++程序設計》《電路基礎》《數字電路技術基礎》等專業課程,所以書中前半部分的大多數內容,已經有過接觸、容易理解。儘管如此,還是有許多亮點值得仔細品味。

CODE一書,對於面向沒有編程經驗或電學基礎的讀者也十分友好,書中的絕大多數概念都會被自然地提出與解釋,所以很多人說,這是一本中學生就可以讀懂的書。

STORY OF ENCODE

編碼,起源於生活中的通信。手電筒的開合通過光線傳送摩斯碼,布萊葉盲文用觸感讓盲人閱讀,商品的UPC條形碼讓機器可以快速識別商品。詳實的舉例,編碼更加具象又生動。

ORIGIN OF RELAY

繼電器,之前做控制電路時曾經用到,卻一直疑惑「繼電器」名字的來源,Telegraphs and Relays一章給出了答案。繼電器的產生,最初用來解決遠距離通信時,因輸電線的電阻,信號隨距離變弱的問題。通過繼電器,其得到遠方傳來的衰減後的弱信號,然後做出開合動作,發出新的強脈衝信號,從而實現信號的增強。所謂「繼電」,即讓電信號繼續下去。

AUTOMATION

學過數電的人,對解碼器、編碼器、加法器、數據選擇器、寄存器、觸發器等器件不會陌生。但是,很難想像的是,複雜計算機處理器,竟就是由這些並不太難理解的元件組合而成,並且,並不複雜的組合,就可以實現使用機器碼自動處理數據的神奇功能。

第17章Automation和第19章Two Classic Microprocessors,是我最愛的章節。這讓我深入的理解了計算機的初始形式與核心邏輯。

「累加器」、「彙編」、「機器碼」、「處理器」、「位」、「處理頻率」……一個個計算機專業辭彙變得生動而容易理解,難以想像的是,如果直接將助記符與機器碼的對應表強加給初學者,會讓其覺得彙編語言像是魔鬼覺得那樣枯燥又複雜而失去興趣。

WIDESPREAD AND SYSTEMAIC

書中網羅了關於浮點數處理、存儲器、圖像顯示、操作系統等許多計算機相關的邊邊角角的知識。讀完後,不僅對計算機的組成邏輯有了基本認識,同時對CD-ROM、DVD、磁碟、軟盤的發展歷程有所了解,對有些軟體(如Python、MATLAB)等浮點型運算中的諸如3.99999999數字的出現有了深刻的理解。

HOW AMZING

出版於1999年,其中不乏諸如人工智慧、光纖通信的理解與暢想,也有許多預言已成為現實。不僅僅是計算機知識,還是人類歷史的發展縮影。點滴智慧的凝聚,計算機成為人們辦公桌上的必備物品。小小的晶元中蘊藏著巨大的智慧,當無數人的努力彙集到眼前時,只剩震撼與欽佩。

從當初累加器的構造,到現在無數大型電腦遊戲出現,數十年的時間跨度,無數人的思考與創造。而今,數以萬計的人以此為生,同時也不乏有人沉迷遊戲、惶惶終日。計算機歷史,近乎直接地影響了人類的發展歷史,也許未來,其不只可以計算海量數字,更可以計算人們的前世今生。


借用書中的故事作為結束,也許未來,計算機飛速發展,那午夜的閃燈一去不復返,留給人類的不知是溫暖還是孤獨。

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