为什么计算机能读懂 1 和 0 ？

1. 计算机的理论基础是布尔代数
   
2. 计算机的实现基础可以是任何拥有『改变状态』和『传递信息』的技术

+++基础实现的分割线+++

继续正题。。。

起初， 科学家 创造计算机， 科学家 说，要先有逻辑门，然后就用真空二极管实现了逻辑门

真空管的原理去搜吧

电子计算机的原理就是利用通电、断电（或曰高电平低电平）这两个状态来表示布尔代数中的逻辑真和逻辑假从而实现布尔运算，由于这个原因，设逻辑真为1和逻辑假为0，这样就可以用计算机表示二进制的数字了。

现在的计算机用的是晶体二极管，虽然底层原理不同，但是性质是一样的，这就是编程中常说的封装和抽象的好处，你不需要关心它的原理，用它实现你的功能就行了。

所以说起来，现代电子计算机的实现，是物理原理，计算理论，是数学原理。

二极管的性质是这样的，只有一个方向可以通电，反向不通电

『想知道具体原理的可以搜索PN结』

还有三极管（还有一种性质相似的场效应管FET），性质是这样的，b通电ec通，b断电ec断

『具体原理搜索NPN结』

【【【【配图】】】】

二极管和三极管

然后可以组成逻辑电路，下面分别是与或非（AND、OR、NOT）三种逻辑门的电路实现

【【【【配图】】】】

从左到右分别是与或非三种门，x j表示输入，m表示输出

有了这三种逻辑门电路，你就可以实现任意逻辑门了，比如与非门、或非门、异或门、同或门(异或非门)。（搜索逻辑门）

（实际应用中，是以与非门（NAND（Not AND） gate）为基础原件来构建电路，因为其他所有门电路都可以用与非门构建， 关于这一点，你可以思考一下 ）

「现在可以公开的情报」

1. 地球当代的计算机的实现基础是电子技术
   
2. 二极管和FET的技术原理是PN结和NPN结，是原子、电子层面的原理（很底层吧。。。）
3. 用二极管和FET可以实现布尔代数中的逻辑操作，称为『逻辑门』

+++逻辑的分割线+++

二进制数字的加法如下：

1+1=10

1+0=1

0+0=0

0+1=1

用上文中的逻辑门就可以实现这个加法。

不考虑进位的情况下（术语叫半加器），用一个异或门就可以实现两个数字相加，很简单，就不画图示意了，自行思考吧。。。

考虑进位的情况下（术语叫全加器），稍微有点复杂，输入通过XOR（异或门）得到结果，同时过一个电路得到进位结果

进位规则如下：

1+1进位1

1+0进位0

0+0进位0

0+1进位0

可见进位规则可以用AND（与门）得到结果，所以电路图如下：

【【【【配图】】】】

把这样的电路串起来，就可以实现多位加法，自己想想看吧。

不过这里有一个问题，要连多个例图中的加法器，需要给电路添加一个输入口m，它是上一位的进位，有兴趣可以思考一二。

实际应用中，电路并不是凭空想的，是通过布尔逻辑运算得到一个最简逻辑表达式，然后按照这个表达式来组装电路，『请搜索数字电路』。

淘宝可以买到LED灯、二极管和三极管，虽然现在涨价了，但价格依旧感人，不到顺丰快递费就可以买一大把，有兴趣的同学可以自行购买这些元器件组装电路来玩玩。

输出端接上led灯，就可以观察到电路运行结果。

额外的，如果你把几个灯泡并联并且弄成一条线段的样子当做一个整体灯管，然后通过输入来点亮相应灯泡，就可以用来显示数字了。。

像下面这种，一共7个灯管

1点亮右边两根、2点亮相应的，以此类推

这样可以用布尔代数做出来5个输入7个输出相对应的逻辑，然后用上文的逻辑门组成电路图实现

（为啥输入是5个？）

「现在可以公开的情报」

1. 可以用逻辑门实现加法，也可以实现减法
2. 实现加法的原理在于通过输入进行逻辑运算得到输出，这一学科可以通过搜索『数字电子技术』获得详情
3. 通过灯泡等设备，可以实现电路的输出
4. 计算机的 本质 原理就是接受『输入』，通过『计算』，得到『输出』
5. 通过上文所有文字，已经部分解决了楼主计算机为什么能读懂1和0以及内部工作原理的问题，虽然还剩下时序逻辑，不过这已经够了。楼主赶紧点赞吧

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太长了。。。

后续还有反馈电路、触发器、时序逻辑存储器等等等等，最终目标是弄出一个CPU来（如果我有时间的话）可以写一个模拟器让感兴趣的同学用逻辑门拼凑CPU（如果我还有时间的话）

『待续（应该大概真的会续）』

**不过最后还是想提醒还在学校的cs同学们，这些知识对找工作毫无帮助，请不要在此屠龙之技上浪费时间。