16、浮点数和定点数(下):深入理解浮点数到底有什么用?

上一讲,我们讲了用“浮点数”这样的数据形式,来表示一个不能确定大小的数据范围。浮点数可以大到$3.40×10^{38}$,也可以小到$1.17×10^{-38}$这样的数值。同时,我们也发现,其实我们平时写的0.1、0.2并不是精确的数值,只是一个近...

深入浅出计算机组成原理

15、浮点数和定点数(上):怎么用有限的Bit表示尽可能多的信息?

在我们日常的程序开发中,不只会用到整数。更多情况下,我们用到的都是实数。比如,我们开发一个电商App,商品的价格常常会是9块9;再比如,现在流行的深度学习算法,对应的机器学习里的模型里的各个权重也都是1.23这样的数。可以说,在实际的应用过程中,这些...

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14、乘法器:如何像搭乐高一样搭电路(下)?

和学习小学数学一样,学完了加法之后,我们自然而然就要来学习乘法。既然是退回到小学,我们就把问题搞得简单一点,先来看两个4位数的乘法。这里的4位数,当然还是一个二进制数。我们是人类而不是电路,自然还是用列竖式的方式来进行计算。 十进制中的13乘以9,计...

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13、加法器:如何像搭乐高一样搭电路(上)?

上一讲,我们看到了如何通过电路,在计算机硬件层面设计最基本的单元,门电路。我给你看的门电路非常简单,只能做简单的 “与(AND)”“或(OR)”“NOT(非)”和“异或(XOR)”,这样最基本的单比特逻辑运算。下面这些门电路的标识,你需要非常熟悉,后...

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12、理解电路:从电报机到门电路,我们如何做到“千里传信”?

我们前面讲过机器指令,你应该知道,所有最终执行的程序其实都是使用“0”和“1”这样的二进制代码来表示的。上一讲里,我也向你展示了,对应的整数和字符串,其实也是用“0”和“1”这样的二进制代码来表示的。 那么你可能要问了,我知道了这个有什么用呢?毕竟我...

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11、二进制编码:“手持两把锟斤拷,口中疾呼烫烫烫”?

上算法和数据结构课的时候,老师们都会和你说,程序 = 算法 + 数据结构。如果对应到组成原理或者说硬件层面,算法就是我们前面讲的各种计算机指令,数据结构就对应我们接下来要讲的二进制数据。 众所周知,现代计算机都是用0和1组成的二进制,来表示...

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10、动态链接:程序内部的“共享单车”

我们之前讲过,程序的链接,是把对应的不同文件内的代码段,合并到一起,成为最后的可执行文件。这个链接的方式,让我们在写代码的时候做到了“复用”。同样的功能代码只要写一次,然后提供给很多不同的程序进行链接就行了。 这么说来,“链接”其实有点儿像我们日常生...

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9、程序装载:“640K内存”真的不够用么?

计算机这个行业的历史上有过很多成功的预言,最著名的自然是“摩尔定律”。当然免不了的也有很多“失败”的预测,其中一个最著名的就是,比尔·盖茨在上世纪80年代说的“640K ought to be enough for anyone”,也就是“640K内...

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8、ELF和静态链接:为什么程序无法同时在Linux和Windows下运行?

过去的三节,你和我一起通过一些简单的代码,看到了我们写的程序,是怎么变成一条条计算机指令的;if…else这样的条件跳转是怎么样执行的;for/while这样的循环是怎么执行的;函数间的相互调用是怎么发生的。 我记得以前,我自己在了解完这些...

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7、函数调用:为什么会发生stack overflow?

在开发软件的过程中我们经常会遇到错误,如果你用Google搜过出错信息,那你多少应该都访问过Stack Overflow这个网站。作为全球最大的程序员问答网站,Stack Overflow的名字来自于一个常见的报错,就是栈溢出(stack overf...

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