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1.什么是计算机？ 计算机，又称为冯诺依曼计算机，是以二进制形式储存指令，根据指令控制机器各个部件协调操作，并按照要求将处理的结果输出给用户的信息处理机器。 2.计算机为什么能够自动计算？ 程序员编写程序，将程序编译为机器语言程序，也就是0、1代码串，并存入主存储器中，计算机在运行时，自动、连续地从存储器依次取出指令并执行。计算机工作的过程，就是执行程序的过程，计算机的任何操作，都是程序控制的，不存在没有程序控制的计算机动作。 3.机器为什么能读懂人类的语言？ 人类的编程语言，成为高级语言，有Python，C++，C，C#，java等。高级语言通过编译程序的处理，可以转化为机器语言，也就是0、1代码串。 0、1代码串如何控制机器的运行： 在计算机中，采用晶体管（包括双极性晶体管和场效应晶体管）作为基本元件，晶体管电路可以有导通和截止两种状态，晶体管导通时电阻变小，对外体现低电平状态，晶体管截止时电阻变大，对外体现高电平状态。当晶体管导通时，我们定义这种状态为二进制数0，而当晶体管截止时，我们定义这种状态为二进制数1。用多个晶体管就可以表示多位二进制数了。所以在计算机中，看不到0，也看不到1，而是有很多的晶体管，有些晶体管处于导通状态、另一些晶体管处于截止状态，计算机可以判断这些晶体管的状态，从而认为是0或者是1。所谓软件，经过编译之后就是CPU的一系列指令代码，当CPU将这些指令代码读入并译码之后，就变成一系列的电信号，控制某些晶体管导通而另一些晶体管截止，从而控制计算机的行为。 晶体管的集成，就是计算机芯片，也就是CPU。 芯片的运行：所有电子设备都有自己的电路和开关，电子在电路中流动或断开，完全由开关来控制，如果将开关设置为OFF，电子将停止流动，如果将其设置为ON，电子又会继续流动。晶体管的这种ON与OFF的切换只由电子信号控制，我们可以将晶体管称之为二进制设备。这样，晶体管的ON状态用“1”来表示，而OFF状态则用“0”来表示，就可以组成最简单的二进制数。众多晶体管产生的多个“1”与“0”的特殊次序和模式能代表不同的情况，将其定义为字母、数字、颜色和图形。如十进位中的1在二进位模式时也是“1”，2在二进位模式时是“10”，3是“11”，4是“100”，5是“101”，6是“110”等等，依此类推，这就组成了计算机工作采用的二进制语言和数据。成组的晶体管联合起来可以存储数值，也可以进行逻辑运算和数字运算。加上石英时钟的控制，晶体管组可以同步地执行相关的功能。 通过以上处理，计算机可以处理人类的语言、文字、数字、运算、颜色、图形、视频、音频，一切人类感官信息和抽象信息，都可以转化为二进制代码，转化为晶体管的电信号，并在芯片中进行处理，在输出设备再还原为人类熟悉的信息形式展现给我们。我们能用电脑看电影、听音乐、浏览新闻、学习、工作、控制工厂自动化生产，电脑极大的提升了人类的信息处理效率，加快了社会的进步。 4.计算机的未来 目前计算机仍然是程序控制的一种机器，程序是由人类编写的。当前最新的发展趋势，是将程序的编写工作交给计算机自己进行，也就是通过机器学习，让机器自己获取并加工信息，根据新的信息调整优化自己原来的程序，使用程序指挥机器与现实世界互动，获取新的信息材，再加工，再调整优化，如此循环。这有点像人的认识过程，外部信息通过感官从现实中来，化为自己内在的思考和记忆，调整行为，再进入现实，得到反馈，再调整。 机器人是对计算机的扩展，在抽象计算、信息处理的基础上，增加信息的感知、接收能力（模拟人的感官功能），增加四肢（肌肉、骨骼和行动能力）。机器人的进步有待人工智能算法的进化，和计算机硬件的突破。人从猿猴进化到人，产生了大脑皮层，这是智慧的物质基础，计算机现有的硬件材料和结构，是否能够支撑计算机达到智慧所需的复杂程度，需要未来的发展来验证。目前已经有量子计算机、石墨材料芯片的计算机，从计算原理、材料两个方面试图寻找新的突破。 假设未来计算机技术实现了突破，无论是哪一个路径，都表明智慧生命的形态发生的根本的改变，新的智慧生命形态，不基于有机物和新陈代谢，没有遗传进化、性别和繁殖，也不需要食物这种间接的能源和身体材料。那时，一切的认知都将改变，由于新的智慧生命其认知构造不同于人类，可以肯定其价值观将完全不同于人类，去除了基因的控制，还有什么能限制新的智慧生命的行为呢？一切将变得不可预测。宇宙还是这个宇宙，但人类这个种族可能会归于消灭，被新的智慧物种取代。 |
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