為什麽電腦能讀懂 1 和 0 ？

1. 電腦的理論基礎是布爾代數
   
2. 電腦的實作基礎可以是任何擁有『改變狀態』和『傳遞資訊』的技術

+++基礎實作的分割線+++

繼續正題。。。

起初， 科學家 創造電腦， 科學家 說，要先有邏輯閘，然後就用真空二極體實作了邏輯閘

真空管的原理去搜吧

電子電腦的原理就是利用通電、斷電（或曰高電平低電平）這兩個狀態來表示布爾代數中的邏輯真和邏輯假從而實作布爾運算，由於這個原因，設邏輯真為1和邏輯假為0，這樣就可以用電腦表示二進制的數位了。

現在的電腦用的是晶體二極體，雖然底層原理不同，但是性質是一樣的，這就是編程中常說的封裝和抽象的好處，你不需要關心它的原理，用它實作你的功能就行了。

所以說起來，現代電子電腦的實作，是物理原理，計算理論，是數學原理。

二極體的性質是這樣的，只有一個方向可以通電，反向不通電

『想知道具體原理的可以搜尋PN接面』

還有三極管（還有一種性質相似的場效應管FET），性質是這樣的，b通電ec通，b斷電ec斷

『具體原理搜尋NPN接面』

【【【【配圖】】】】

二極體和三極管

然後可以組成邏輯電路，下面分別是與或非（AND、OR、NOT）三種邏輯閘的電路實作

【【【【配圖】】】】

從左到右分別是與或非三種門，x j表示輸入，m表示輸出

有了這三種邏輯閘電路，你就可以實作任意邏輯閘了，比如與非門、或非門、異或門、同或門(異或非門)。（搜尋邏輯閘）

（實際套用中，是以與非門（NAND（Not AND） gate）為基礎原件來構建電路，因為其他所有門電路都可以用與非門構建， 關於這一點，你可以思考一下 ）

「現在可以公開的情報」

1. 地球當代的電腦的實作基礎是電子技術
   
2. 二極體和FET的技術原理是PN接面和NPN接面，是原子、電子層面的原理（很底層吧。。。）
3. 用二極體和FET可以實作布爾代數中的邏輯操作，稱為『邏輯閘』

+++邏輯的分割線+++

二進制數位的加法如下：

1+1=10

1+0=1

0+0=0

0+1=1

用上文中的邏輯閘就可以實作這個加法。

不考慮進位的情況下（術語叫半加器），用一個異或門就可以實作兩個數位相加，很簡單，就不畫圖示意了，自行思考吧。。。

考慮進位的情況下（術語叫全加器），稍微有點復雜，輸入透過XOR（異或門）得到結果，同時過一個電路得到進位結果

進位規則如下：

1+1進位1

1+0進位0

0+0進位0

0+1進位0

可見進位規則可以用AND（與門）得到結果，所以電路圖如下：

【【【【配圖】】】】

把這樣的電路串起來，就可以實作多位加法，自己想想看吧。

不過這裏有一個問題，要連多個例圖中的加法器，需要給電路添加一個輸入口m，它是上一位的進位，有興趣可以思考一二。

實際套用中，電路並不是憑空想的，是透過布爾邏輯運算得到一個最簡邏輯運算式，然後按照這個運算式來組裝電路，『請搜尋數位電路』。

淘寶可以買到LED燈、二極體和三極管，雖然現在漲價了，但價格依舊感人，不到順豐快遞費就可以買一大把，有興趣的同學可以自行購買這些元器件組裝電路來玩玩。

輸出端接上led燈，就可以觀察到電路執行結果。

額外的，如果你把幾個燈泡並聯並且弄成一條線段的樣子當做一個整體燈管，然後透過輸入來點亮相應燈泡，就可以用來顯示數位了。。

像下面這種，一共7個燈管

1點亮右邊兩根、2點亮相應的，以此類推

這樣可以用布爾代數做出來5個輸入7個輸出相對應的邏輯，然後用上文的邏輯閘組成電路圖實作

（為啥輸入是5個？）

「現在可以公開的情報」

1. 可以用邏輯閘實作加法，也可以實作減法
2. 實作加法的原理在於透過輸入進行邏輯運算得到輸出，這一學科可以透過搜尋『數位電子技術』獲得詳情
3. 透過燈泡等裝置，可以實作電路的輸出
4. 電腦的 本質 原理就是接受『輸入』，透過『計算』，得到『輸出』
5. 透過上文所有文字，已經部份解決了樓主電腦為什麽能讀懂1和0以及內部工作原理的問題，雖然還剩下時序邏輯，不過這已經夠了。樓主趕緊點贊吧

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太長了。。。

後續還有反饋電路、觸發器、時序邏輯記憶體等等等等，最終目標是弄出一個CPU來（如果我有時間的話）可以寫一個模擬器讓感興趣的同學用邏輯閘拼湊CPU（如果我還有時間的話）

『待續（應該大概真的會續）』

**不過最後還是想提醒還在學校的cs同學們，這些知識對找工作毫無幫助，請不要在此屠龍之技上浪費時間。