第1章《启蒙》. 2.什么是计算机
一部《红楼梦》，据说经学家看见“易”，道学家看见“淫”，才子看见“缠绵”，革命者看见“排满”，流言家看见宫闱秘事……我在读三年级时翻开《红楼梦》，看到是一堆的繁体字。如果现在我以程序员的眼光去“重逛”大观园，会看到什么样的红楼呢？我不知道，还是来说一说计算机的事吧。
0. 引子
什么是计算机？
有学员说：“上网的，上QQ的！玩游戏的！”。不能说完全不对，但这是以计算机的普通用户的眼光，我们现在是程序员——虽然还没有写过一行代码，但我们必须培养这方面的思维呀。
计算机，尤其是指PC（个人计算机），如果是台式机的话，通常有个显示器，还有个主机箱；如果是笔记本或平板的话，那就薄了点……还是不对，这是在从外观上描述什么叫计算机。
计算机，人类最新发明的一个伟大的工具，如今已经无处不在，并有处处地，深刻地影响着人类的生活。在漫漫的历史长河中，唯有“火、机械、电、电子”等等工具可以和计算机比肩……这一段好有深度，但怎么听怎么像是历史学家在说话。
1. “冯诺依曼”版
不能浪费大家的时间了，让我们先搬出一位名人来。计算机界的名人。第一位搬出的，是有“计算机之父”之称的“约翰·冯·诺依曼”。祖师爷提出了两个现代计算机最为关键的理论：一是数字计算机的数制采用二进制；二是计算机应该按照程序顺序执行。人们称之为“冯·诺依曼体系结构”。
图 1-1冯•诺依曼 （John von Neumann，1903－1957）
冯·诺依曼明确提出此类计算机采用二进制数制，以充分发挥电子器件的工作特点，简化了机器的逻辑线路设计，如果这个只能算是一种思路话，那么冯同学把“程序”和“程序所处理的数据”都看成计算机的输入数据，并且可以保存到计算机内部，需要时可再次加载这样的想法，就是一种思想了。
计算机原本只用于科研（包括服务战争），但现在早就“旧时王谢堂前燕，飞入寻常百姓家”，全世界千家万户在使用的计算机，都采用冯·诺依曼当初所提出的架构。
符合“冯·诺依曼体系结构”的计算机，都需要拥有以下五大部件：运算器CA、逻辑控制器CC、存储器M、输入装置I和输出装置O。其中“存储器M”的存在尤为出彩。
2. “白话 C++”版
结合名人的理论，我们用自己的话，想想什么是计算机。
首先，计算机由硬件和软件组成。至于什么叫硬件（什么叫软件，我们下一小节说明）。
接着，计算机硬件的组成，冯先知说了，有五个部分：“运算器CA、逻辑控制器CC、存储器M、输入装置I和输出装置O”。我们可以进一步归纳成三部分：
-
中央处理器(运算器＋控制器)
-
存储设备（内存＋外存）
-
输入／输出设备
学习未知的东西，最好是从已知的知识中获得启发，我们以汽车做比喻，它有什么中央处理器、存储设备和输入输出呢？
| 汽车的组成 | |
|---|---|
| 输入设备 | 方向盘、油门、刹车板…… |
| 输出设备 | 车轮…… |
| 处理器 | 齿轮、轴承…… |
| 存储设备 | 油箱、水箱、蓄电瓶…… |
表格 1-1 汽车的输入、输出、存储设备及“中央处理器 ”
说明如下——
-
汽车的“I/O / 输入输出”设备
通过方向盘的输入，可输出车轮的转向……
通过油门或刹车板，可以输出车轮的转速……
不要混淆“输入输出设备”和“输入输出数据”。方向盘是设备，而你转方向盘时的动作中包含的力量扭矩、速度、力度，那些是输入数据。
车轮是输出设备，输出数据是车的速度，车的行驶方向。
-
汽车的“CPU/ 中央处理器”
汽车处理器是引擎。有人说应该是驾驶员的大脑，这似是而非，人不是汽车的一部分，人是汽车的用户，同理，你使用计算机，但你不是计算机的中央处理器。
处理器的典型工作是“吃”进一些数据，然后“吐”出一些数据。吃与吐之间，存在某种既定逻辑的处理，从而体现到数据在输入前和输出后将发生某种可预测的变化，这些变化就是处理的成果。我们的胃就是一台强大的处理器——当你还不是程序员时，你应该没有这么思考过你的五脏六腑。
“处理器”的定义明白了，那又为什么要加一个“中央”来修饰呢？一台设备往往有多个处理器，但如果其中一个连接设备的主要或多数输入输出设备时，被称作“中央处理器”。人的中央处理器应该是大脑，它通过神经连接、控制人体。
基于上述解释，对汽车而言，直接或间接接受“方向盘，刹车板、油门”等这些输入、并将动力输出“车轮”的引擎和外部各类连杆，可称为它的中央处理器。当你踩下油门，同时把方向盘打向左，那些齿轮、轴承等设备，忠实而精确进行了运算，于是车轮向左一拐，并加速飞驰——在路的右边，是万丈悬崖。处理器必须竭尽全力提供精确可控的计算，你理解吗？
-
汽车的存储设备
计算机的存储设备分为“内存”和“外存”。油箱、水箱、蓄电瓶之类的设备，存储某种材料，必要时供引擎直接或间接使用。类似引擎对油、水、电根据需要每次取一些，并集中在汽缸内混合处理。比如：引擎不会蠢到直接在油箱中加电，所以汽缸可以当成是“内存”。
内存当然也很重要，智能手机内存不够大，《愤怒的小鸟》就会玩起来很卡，汽车的内存不够大，你的车就跑得不猛。
我们将更多的计算机原理级别的内容，放在后面第4章中。这一小节的内容仅讲到这里，也许你对“什么计算机”还有些模糊，不过我相信你对于我们满大街跑的汽车，一定有了新的认识。没错，当你习惯用“程序员”的眼光去这个世界，你一定会惊奇的发现：原来世间到处是输入、输出设备，到处都是处理器，到处是存储设备。站起来走走，重新鉴赏一遍家里的各类电器，或者干脆就是马桶……看出点什么了吗？
不过，如果到处是带有“处理器、输入输出、存储”的设备，那计算机器的特点又是什么呢？
下一节：什么是硬件、软件、程序
美国有个电脑神童说：“凡是摔到地上会坏的就是硬件”，似乎有道理，但一旦硬件坏了，硬件所承载的数据，好像也会“消失”。想一想，新买的数码相机没用就摔坏是一种心疼，和女神春游拍了很多照片，回来的路上给摔坏了，又是一种心疼。那些照片数据算硬件还是软件呢？
另外，什么是“代码”？什么是“程序”？“代码”、“程序”、“软件”感觉有些傻傻分不清楚……