CPU 是如何理解 01 二進制的？

大家好，我是小風哥。

準確來說，CPU 不認識也不理解任何東西。

CPU 就像一個單細胞一樣，本身不具備任何思考能力，沒什麼自己的想法，你給它一個刺激，它只是簡單的會有一個反應。

那這個刺激是什麼呢？是電壓，硬件感知到的僅僅就是電壓。

電壓有兩種，高電壓和低電壓。

你馬上就能反應過來，這就是 01 二進制，高電壓代表 1 低電壓代表 0，0 和 1 僅僅是人類可以理解的東西，硬件電路可不理解這玩意，它僅僅就是靠電流驅動來工作。

讓我們來看看這個簡單的電路，這個就是與門：

你能說這個電路理解它自己該做什麼嗎？它有自我意識嗎？當然沒有。

所以說這個問題的答案非常簡單：

CPU 根本就不能理解任何東西，之所以 CPU 能正常工作，僅僅是因爲你 (製作 CPU 的人) 讓它這麼工作。

這個問題就好比你問一輛自行車是如何理解自己怎麼跑起來的？還不是因爲你設計了車輪、車鏈然後用腳一蹬跑起來的。

你希望兩個開關都打開燈才亮，因此你這樣設計電路，這就是與門；你希望任意一個開關打開燈就亮，因此你那樣設計電路，這就是或門；你希望關閉開關燈才亮，這就是非門，有了與或非你可以搭建出任意複雜的邏輯電路，比如下面這個能執行加操作的加法器。

看看這個電路，你能說它知道自己是在執行加法操作嗎，這當然是人類認爲這個電路的輸出等價於加法操作的結果。

儘管這個電路看上去很不錯，給定兩個輸入得到的輸出和我們人類認爲的加法是一樣一樣的，但這有點簡單。

除了加法是不是還應該有其它操作，如果有多種類型的操作那麼就必須告訴電路該操作的類型是什麼 (操作碼)，操作的數字是什麼 (操作數)。

這樣給它一個輸入就能按照我們的想法來控制電路了，BOOM！！！宇宙大爆炸！

哦不對，CPU 誕生了！

人類編寫的代碼必須首先轉爲 01 二進制，之後才能驅動 CPU 工作。

當然，怎麼把一坨代碼高效等價的轉爲 1001011100。。。這項工作可不簡單，人類探索了幾十年，一干人等還獲得了圖靈獎，可見這個問題的重要程度以及難度。

你今天能簡單點一下 build 按鈕或簡單運行一個命令就能把你寫的代碼轉爲 01 串，要知道這簡單的背後是靠無數天才榨乾天量的腦細胞才實現的。

從這裏應該應該能看出來，CPU 根本不認識任何語言，理解編程語言的其實是編譯器。

現在我們能給 CPU 輸入了，那輸出呢？

剩下的僅僅就是解釋了，比如給你一個 01 串，01001101，你可以認爲這是一個數字，也可以認爲這是一個字符，也可以是表示 RGB 顏色，一切都看你怎麼解釋，這就是軟件的工作了。

最終的目的只有一個：讓人類能看懂。

整個流程就是這樣的：

計算機真是一個非常神奇的機器，如此簡單，卻又能完成複雜無比的工作。

現在你應該明白了吧，計算機所謂能理解二進制就好比你的檯燈能理解開關一樣。

它們真的對此一無所知。

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