计算机可以用机械方式实现运算吗
简要回答
计算机的各要素并不是一定需要用电子技术来实现,所以说机械制造的计算机是可能的。在刘慈欣的科幻小说《三体》中,秦始皇使用3000万士兵构成了一个巨大的计算机用来推算恒星的轨迹,理论上是可能的。
计算机是能进行数学计算和逻辑运算的机器,给我们的工作带来了很多的便利。那么,计算机可以用机械方式实现运算吗?
详细内容
狭义的计算机是一种可编程的机器,它能够自动地进行一系列的算术运算(加、减、乘、除等)、逻辑运算(与、或、非等)以及其他操作(移位、数据传输等)。这些基本的运算是十分简单的,尤其是在计算机普遍使用二进制的情况下。比如说加法的规则只有4条:0 + 1 = 0、1 + 0 = 1、1 + 1= 0 、0 + 0 = 0。举个例子,要计算4 + 6,二进制表示就是0100 + 0110:从低位算起,第一位0 + 0 = 0, 第二位 0 + 1 = 1, 第三位 1 + 1 = 0 (向第四位进位),第四位 0 + 0 + 1 (第三位的进位) = 1。我们可以看到,计算的结果是1010,也就相当于十进制里的10。
除了算术运算,计算机也能进行逻辑运算。与算术运算略有不同的是:因为逻辑中只有“真”和“假”,所以用二进制表示逻辑更加自然,“1”代表“真”,0代表“假”。逻辑“与”的规则是(符号 “&” 代表 “与”操作):1 & 1 = 1, 1 & 0 = 0, 0 & 1 = 0, 0 & 0 = 1。
我们所说的程序,简单说来,就是指示计算机进行上述运算的一系列指令的集合。能够进行以上计算的部件叫作运算器。除了运算器,计算机还要有控制器、存储器、输入设备和输出设备。输入设备用来把程序和数据输入到计算机中;输出设备把计算的结果显示出来;存储器存储了我们的数据和程序;控制器用来指挥和协调计算机各个部件工作:取出指令,分析指令的含义,取到指令需要的数据,并驱动指令的执行。
了解计算机的基本组成和工作原理后,我们可以看到,计算机的各要素并不是一定需要用电子技术来实现,所以说机械制造的计算机是可能的。在刘慈欣的科幻小说《三体》中,秦始皇使用3000万士兵构成了一个巨大的计算机用来推算恒星的轨迹,理论上是可能的。
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