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结构

怎么工作 计算机 怎么记住东西

到目前为止,我们用逻辑门做了计算。可是门的输入一没了,输出也马上跟着消失。那计算机怎么记住一个值呢?这里藏着一招非常巧妙的办法。

01

一松手就没了

逻辑门有一个弱点。
只有输入进来的时候,才会有输出。
按下按钮灯就亮,可一松手,灯马上就灭了。
把下面的按钮按下再松开,马上就能看出区别。

一按就亮,一松就灭

只有按住按钮的时候,灯才亮着。

这样一来,能计算却记不住。
虽然能暂时得到一个数,可一松手它就没了。
需要别的办法把值留住。

02

把自己的输出送回自己的输入

巧妙的一招,就是把门的输出再送回它自己的输入。
这时会发生一件神奇的事。
一旦打开,这个“开”的信号就会一直让自己保持开着,即使输入没了,状态也能自己维持下去。

门
输出回到输入
一旦定下的状态,会抓住自己,一直保持下去

输出又回到了输入。

这个反馈回路就是记忆的关键。
就像两个人背靠背互相撑着站立,电路自己撑住了自己的状态。

03

存进去,就一直在

用这种反馈电路,就能做出记住一个值的小格。
按“记住”按钮就变成1,按“清除”按钮就变成0。
关键在于,手从按钮上拿开以后,那个值还原样留着。

0现在记住的值
随便放个值进去看看

存进一个值再松手,值依然留着。

松手以后值还在,这就是记忆。
这样一个小格叫作触发器。
轻轻一碰就倒向一边并停在那里,名字就是这么来的。

04

先写下,以后再取出来

记忆的用处,要过一段时间才显出来。
现在把值写下来(写入),过很久再查看(读出),它还原样在那里。
这种“写和读”是一切存储的基本动作。
按下播放,写入、等待、读出就会依次进行。

1. 写
放进一个值
1
2. 时间流过
什么都不做
1
3. 读
还原样留着
1

写入、等待、读出。

写进去的值,过了很久还能原样读出来。
多亏这条简单的约定,计算机才能把刚算完的结果、你刚打的字暂时留住。

05

把这种小格大量集合起来,就是内存

一个触发器只能记住1位,也就是一个0或1。
8个集合起来是一个字符(1字节),几千万个集合起来就能存下一张照片或一首歌。
真正的计算机内存用的是更小的电容小格,但一格一格留住0和1的原理是一样的。
下面的小格可以一个个打开。

这样的小格子几十亿个,就是电脑的内存

一个小格就是1位。

负责计算的电路(加法器)和负责记忆的电路(触发器),是计算机的两根支柱。
在后面的课里,我们会看到怎样给每个记忆小格贴上标签(地址),让计算机直接找到想要的那一格。

一句话总结靠把输出反馈回输入这一招,有电流流过的电路也能把值留住。把这种小小的记忆格大量集合起来,就是计算机的内存。
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