計算機可以用機械方式實現運算嗎
簡要回答
計算機的各要素並不是一定需要用電子技術來實現,所以説機械製造的計算機是可能的。在劉慈欣的科幻小説《三體》中,秦始皇使用3000萬士兵構成了一個巨大的計算機用來推算恆星的軌跡,理論上是可能的。
計算機是能進行數學計算和邏輯運算的機器,給我們的工作帶來了很多的便利。那麼,計算機可以用機械方式實現運算嗎?
詳細內容
狹義的計算機是一種可程式的機器,它能夠自動地進行一系列的算術運算(加、減、乘、除等)、邏輯運算(與、或、非等)以及其他操作(移位、數據傳輸等)。這些基本的運算是十分簡單的,尤其是在計算機普遍使用二進制的情況下。比如説加法的規則只有4條:0 + 1 = 0、1 + 0 = 1、1 + 1= 0 、0 + 0 = 0。舉個例子,要計算4 + 6,二進制表示就是0100 + 0110:從低位算起,第一位0 + 0 = 0, 第二位 0 + 1 = 1, 第三位 1 + 1 = 0 (向第四位進位),第四位 0 + 0 + 1 (第三位的進位) = 1。我們可以看到,計算的結果是1010,也就相當於十進制裏的10。
除了算術運算,計算機也能進行邏輯運算。與算術運算略有不同的是:因為邏輯中只有“真”和“假”,所以用二進制表示邏輯更加自然,“1”代表“真”,0代表“假”。邏輯“與”的規則是(符號 “&” 代表 “與”操作):1 & 1 = 1, 1 & 0 = 0, 0 & 1 = 0, 0 & 0 = 1。
我們所説的程序,簡單説來,就是指示計算機進行上述運算的一系列指令的集合。能夠進行以上計算的部件叫作運算器。除了運算器,計算機還要有控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。輸入設備用來把程序和數據輸入到計算機中;輸出設備把計算的結果顯示出來;存儲器存儲了我們的數據和程序;控制器用來指揮和協調計算機各個部件工作:取出指令,分析指令的含義,取到指令需要的數據,並驅動指令的執行。
瞭解計算機的基本組成和工作原理後,我們可以看到,計算機的各要素並不是一定需要用電子技術來實現,所以説機械製造的計算機是可能的。在劉慈欣的科幻小説《三體》中,秦始皇使用3000萬士兵構成了一個巨大的計算機用來推算恆星的軌跡,理論上是可能的。
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