自己动手做一台计算机(一)

前言

概述

了解了前面的一些模拟电路的基础知识，接下来我们要通过自己动手做一台计算机来了解学习数字电路等其他的一些知识。要想自己动手做一个计算机，首先需要知道什么是计算机？计算机分为哪些模块？计算机的组成原理是什么？以及计算机是怎样工作的？带着这些问题，我们一起开启接下来的学习！

自己做一台计算机步骤

其实做一台计算机就像盖房子一样，上面步骤看起来很复杂，实际上很轻松，总结如下：

1. 学习数字电路和计算机的基础知识，先了解了解盖房子用什么砖。

2. 设计出一个计算机的结构，就像盖房子需要先设计图纸一样。

3. 用电子元件（比如电线、电路板、芯片等）制作出计算机的电路，开始搬砖砌墙了。

4. 设计出计算机的指令集（比如加减乘除、取数存储等），就像是设计每个房屋的功能，这是客厅，这是书房，这是健身房，这是卫生间，水源电源和排水怎么设计

5. 开发出计算机的软件，测试是否能够正常工作，房屋里面放上家具，看看好不好用。

什么是计算机

计算机是一种能够执行计算的设备，1946年2月14日世界上第一台数字计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学被制造出来，这标志着人类社会进入了信息化时代。

计算机核心原理

要学习计算机核心原理，从自己动手制作一个简单的CPU开始是最佳的途径。所以要实现一个简易的CPU，配合一些外设组成一个完整的计算机。这是个图灵完备的8位CPU的计算机，支持汇编语言，可以用我们自己的汇编器生成机器指令。因为预算有限，后期我会用到电路仿真软件进行仿真，通过模拟器运行你设计的计算机；当然如果预算充足，可以把基于原理图把真正的计算机制造出来。

CPU-中央处理器

CPU中央处理器是指挥计算机工作的核心部件，在计算机中相当于大脑的地位，承载了计算机中最基本的原理。近70年来，从早期ENIAC计算机的CPU， 到现在的手机中超大规模集成电路CPU，CPU变化的只是制作工艺，其根本的工作原理基本没有变。

电子计算机发展历史

●1945年 哈佛马克1：使用继电器，用电磁效应，控制机械开关，缺点为有磨损和延迟。

最早还因为有虫子（bug）飞进去导致故障，引申出bug=故障的意思。

● 1943年 巨人1号：使用真空管（三极管），制造出世界上第一个可编程的计算机。

● 1946年 ENIAC：第一个电子数值积分计算机，为第一台通用计算机。

● 1947年 晶体管出现，使用的是固态的半导体材料，相对真空管更可靠。

● 1950年代空军ANFSQ-7： 真空管到达计算极限。

● 1957年 IBM 608： 第一个消费者可购买的晶体管计算机出现

数字电路与二进制

二进制

数和数字