《编码.藏匿在计算机软硬件背后的语言》读书笔记01-10
1至亲密友
好朋友远距离交流,使用手电筒开和关传递信息,开关的次数太多,想表达的文字太复杂,难度非常大。
引出莫尔斯电码,使用点和划(短闪和长闪两种形式)通信。
结论:
~编码无处不在,手电筒的闪烁,莫尔斯电码,布莱叶盲文…
~本书中,编码是一种用来在机器和人之间传递信息的方式。
2编码与组合
莫尔斯电码发送简单,但是接收困难,解决方法:通过组合编码构建编码表。
结论:
~码字的数目=2^编码的位数。
3布莱叶盲文与二进制码
布莱叶改进盲人阅读方法,创建了布莱叶盲文,使用2*3的矩阵,利用凸/平点表示信息,(是二进制的,)每组有六个点,因此有64种组合,此标准沿用至今,后改造有二级布莱叶盲文。
改进后的布莱叶盲文可表示小写字母,字母缩写,标点符号,字母串的缩写,大写字母等等。
4手电筒的剖析
物质由原子组成,原子由中子质子电子三种粒子构成,中子质子被束缚在原子核内,而电子围绕着原子核旋转。
在某些情况下,电子可能从原子中脱离,当电子不断的从一个原子移动到下一个原子,就形成了电流。
电池的内部会发生化学反应,经过研究精心选择的化学反应,能将电子聚集到电池某一端。
电子的移动需要介质,能导通电流的称为导体,几乎不能传导任何电流的称为绝缘体。
导线是导体,通过导线,电子移动产生电流。
如果导线电阻较低的话(比如灯泡的钨丝)它将变热并且发光。
通过开关的断开和闭合可以控制导线是否导通,从而控制电流和灯泡。
5绕过拐角的通信
距离太远不能通过手电筒通信怎么办?搭建包含开关,导线,电池,灯泡的双向电报系统,通过开关的开闭控制灯泡明暗传递信息。
距离越大,导线就越长,电阻也越大并且成本高,怎么办?方法是减小导线的使用。一种策略是通过接地这个巨大的导体实现电流传递,另一种是共同使用部分线路。
因为实现远距离通信需要的线路多,因此也需要强电压才能奏效。
6电报机与继电器
在灯泡发明之前,远距离通信通过电报机。电磁铁是电报机的基础。
电报机的原理:在线路的一端,采取一些措施,使线路的另一端产生变化。电报机的组成:
发送端:一个开关,敲击使其上下移动,使电流连接和断开。
接收端:一块电磁铁在电流的连接和断开下,产生断续的磁性,不断的拉动金属杆变化,从而传递信息。
继电器的由来:距离太远,电阻太大,电压有限,需要中间设备传送信息。
继电器其实就是在接收端再增加一个类似发送端的设备,同步发送端的信息,发送给下一个接收端,以此循环,传递信号。
7我们的十个数字
人的数字世界:有十个数字,因为有十只手指。
罗马数字:I,V,X,L,C等,缺点是进行乘除法很复杂。
阿拉伯数字:引入了零这个概念,计算简单。
8十的替代品
手指,卡通人物,龙虾,海豚的数字世界:10,8,4,2。
数字可以由十进制,八进制,四进制,二进制表示,几进制逢几进一,不同的表示方法之间可以进行转换。
二进制数与计算机之间有着紧密的联系。
9二进制数
二进制数字系统是人们所能得到的最简单的数字系统。
定义一个比特bit为一个二进制数字位。
比特被看作是组成信息块的最小基本单元,复杂一点的信息,可以用多位比特(二进制数)来表达。
要表示的信息=编码数量=2^比特位
比特可以表示文字,图片,声音,音乐等等,在用比特表示信息的时候,我们所要做的就是计算有多少种可能性,这决定了需要的比特位数,以便为每种可能性分配一个编号。
10逻辑与开关
数学及一直在研究逻辑的数学定义。布尔发明了布尔代数。
布尔代数中,操作数不是数字而是类,一个类就是一个事物的群体,侯磊也被称为集合。
布尔代数中,符号∪表示两个集合的并集,并集就是指第一个集合中的所以元素和第二个集合中的所有元素的集合;符号∩表示两个集合的交集,指既在第一个集合中又在第二个集合中的所有元素的集合。
布尔代数中,1表示全集,0表示空集。
抛开集合的概念,用OR表示∪,用AND表示∩,用NOT表示1-。
布尔代数映射到电路中的表示:
AND:串联
OR:并联
电路中使用开关的原理,可以制造出电报器,从而可以演变制造出计算机。
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