计算机/电脑为什么拥有计算能力

所谓的计算能力，无非是根据设计好的规则进行一定的计算而已。在电气之气，巴比奇的差分机就根据机械原理可以进行简单的计算（理论上）。但建立在电路基础上的计算机更方便而已。

作者：门外的人
链接：https://www.zhihu.com/question/49255377/answer/115080487
来源：知乎
著作权归作者所有。商业转载请联系作者获得授权，非商业转载请注明出处。

首先，要有电。（别告诉我你不知道电是怎么来的）

其次，你要设计个电路，电路里要有个元件，有“高电平”和“低电平”两种状态（你可以理解为有电—1，和没电—0 两种状态）。这个状态可以保持，也可以改变。

然后，你要把这个电路变复杂，变成三个元件abc，这个电路的功能是：如果ab同时为1，则c为1；若ab中至少有一个0，则c为0。这样你就得到了计算机的细胞：一个“与”电路。类似的原理，你还能得到一个“或”电路（ab只要有一个1，c就为1，否则为0），还有一个“非”电路（“非”只需ab两个元件，b只要和a状态相反就行）

再然后，你就可以把这些与或非电路组合起来，这样你就有了一大堆可以操控的0和1。你这时可以规定，0000表示十进制0，0010表示十进制2等等，000000表示字母A，111111表示字母B等等，总之你现在可以用0和1表示一切了

接下来，你可以用这些电路来暂时存储0和1，这样你就有了内存；你可以用大量的与或非电路做更复杂的加减乘除计算，这样你就有了CPU；你可以用电线把内存和CPU连起来，这样你就有了总线。如果你有一大堆发光二极管（0-灭，1-亮），你甚至可以做出一个屏幕。

好了，把这些东西放在一起，做个漂亮的外壳，你终于拥有了一台属于自己的计算器！

什么？你问的是计算机？

好吧

计算机和计算器之间只差了一个字吗？

如果你这么想的话，就too naive了。。。

它们之间还差了寄存器、控制器、微体系结构、指令集、输入输出设备、网卡、网络协议、操作系统、编程语言、容错技术、并行技术、系统软件…… 当然我只列举了一部分，而且这部分我也不知道怎么实现（摊手）

还真是不可思议的破铜烂铁呢（≧∇≦）

--------- 更新 ---------
有些人觉得计算机的核心在于二进制，个人觉得并不是，用二进制是因为实在没有别的选择了。
人类用电做计算，电路元件只有两种稳定的离散状态，所以才有了0和1。
想一想，如果有天发现某种元件（注意这种元件必须是可连接和可组合的），它有10种稳定的离散状态呢？那不就可以直接实现十进制计算机了嘛？
当然，十进制计算机可能会比二进制计算机更复杂，也有可能更高效（前提是不考虑材料本身导致的通信延迟）。

对于我来说，计算机的核心思想在于，把一堆简单的单元组合在一起，经过分化和复合，实现复杂的功能

作者：门外的人
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首先，要有电。（别告诉我你不知道电是怎么来的）

其次，你要设计个电路，电路里要有个元件，有“高电平”和“低电平”两种状态（你可以理解为有电—1，和没电—0 两种状态）。这个状态可以保持，也可以改变。

然后，你要把这个电路变复杂，变成三个元件abc，这个电路的功能是：如果ab同时为1，则c为1；若ab中至少有一个0，则c为0。这样你就得到了计算机的细胞：一个“与”电路。类似的原理，你还能得到一个“或”电路（ab只要有一个1，c就为1，否则为0），还有一个“非”电路（“非”只需ab两个元件，b只要和a状态相反就行）

再然后，你就可以把这些与或非电路组合起来，这样你就有了一大堆可以操控的0和1。你这时可以规定，0000表示十进制0，0010表示十进制2等等，000000表示字母A，111111表示字母B等等，总之你现在可以用0和1表示一切了

接下来，你可以用这些电路来暂时存储0和1，这样你就有了内存；你可以用大量的与或非电路做更复杂的加减乘除计算，这样你就有了CPU；你可以用电线把内存和CPU连起来，这样你就有了总线。如果你有一大堆发光二极管（0-灭，1-亮），你甚至可以做出一个屏幕。

好了，把这些东西放在一起，做个漂亮的外壳，你终于拥有了一台属于自己的计算器！

什么？你问的是计算机？

好吧

计算机和计算器之间只差了一个字吗？

如果你这么想的话，就too naive了。。。

它们之间还差了寄存器、控制器、微体系结构、指令集、输入输出设备、网卡、网络协议、操作系统、编程语言、容错技术、并行技术、系统软件…… 当然我只列举了一部分，而且这部分我也不知道怎么实现（摊手）

还真是不可思议的破铜烂铁呢（≧∇≦）

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有些人觉得计算机的核心在于二进制，个人觉得并不是，用二进制是因为实在没有别的选择了。
人类用电做计算，电路元件只有两种稳定的离散状态，所以才有了0和1。
想一想，如果有天发现某种元件（注意这种元件必须是可连接和可组合的），它有10种稳定的离散状态呢？那不就可以直接实现十进制计算机了嘛？
当然，十进制计算机可能会比二进制计算机更复杂，也有可能更高效（前提是不考虑材料本身导致的通信延迟）。

对于我来说，计算机的核心思想在于，把一堆简单的单元组合在一起，经过分化和复合，实现复杂的功能