一、计算机的本质

数学理解 lambda算子（?)
哲学理解图灵机
具体实现角度理解——CPU工作原理：

以现在CPU的工作原理理解（站在图灵机的实现角度理解）

CPU的硬件电路主要实现了四类基本操作不论CPU内部有多少寄存器、还有几百条指令集，总之可以归纳为以下四类：
1. 数据传输 —— 内存数据、外部IO
2. 运算 —— 实现布尔运算、数值运算（主要是加法，减法是另一种加法）
3. 跳转 —— 实现循环、goto、控制流
4. call/return —— 实现子函数、中断

延伸：

编程语言的衍生：四类命令基础之上发展出汇编语言、C语言、高级语言等等
程序的衍生：程序就是内存、计算、再把数据返回内存。数据和程序都是内存中的01010101 数据，到底是程序还是数据，取决于我们如何看待他们 —— 这个意思是我们在程序中如何解释这个数据。

二、程序的本质

1.站在CPU执行的微观角度理解陈顼

程序的意义，首先要理解计算机的本质，计算机的本质是图灵机的实现，所作的事情本质上是一切围绕：

CPU寻址从内存读取数据
CPU对数据处理
CPU把处理外的数据送回内存

数据的来源可以是内存、IO、一切外设……
数据的出口可以是内存、IO、一切外设……

数据可以是数据、可以是字符串、可以是程序代码……他就是内存里面的数据，如何解释取决于数据。这台抽象了，举个例子：

例如 00100111 这样的二进制数，既可以视为纯粹的数值作加法运算，也可以视为“‘”（单引号，single quotation）文字而显示在显示器上，或者视为■■□■■□□□这一图形模式印刷出来。具体进行何种处理，取决于程序的编写方式。

程序就是CPU在执行的指令，目的就是加工数据

2.站在编程语言角度的理解

前面是微观角度理解程序太抽象。

实际上我们的高级语言，本质上就会翻译成汇编语言。而汇编语言的所有操作都是CPU的四类基本控制指令所作的事情。

我们的高级语言，内置了一些程序，比如 Ruby 内置了数据结构、对应数据结构的方法、还有GC、对语言自己的AST自省等？

但是我们的高级语言归根结底，最有效的就是间接、包含的表达控制CPU的操作。只不过一些操作被抽象了，背后意味着更多程序的执行。

举个例子，生成字符串 “abc”

用汇编，就是使用ASCII码写入内存,数字和字符的映射由硬件驱动程序决定了

用C语言就是使用一段连续内存单元储存 a、b、c

用Ruby（C语言构建的）就会再内存中划分出一个结构体，他有一个初始的长度比如50,储存 “abc”。如果下次储存更多字符，会自动扩容。

但是不论你如何构建，汇编、C语言、Ruby 他们对内存的使用各有不同，依次变复杂变多。但是Ruby的角度不光储存了“abc”，他存储的是一种约定的数据结构，为未来的复用，控制操作保留了空间。

3.一切都是程序

补码引发的思考。就是内存里的 101010,展示成数据，我们可以猜测是有一段汇编程序作了这个事情。

CPU的机器就是一种就有特定功能的机器。程序（控制指令）决定了对数据的解释。

编码方案，就是一种如何诠释内存里数据的转换方式。

C语言里就有例子 printf(“%d”, i) 这背后就有一段汇编程序，尝试把 i 变量内存中的数据，根据 %d 即自然数的方式进行解释和转化。这背后也是一段程序。他遵循对二进制的解读方式——比如他一定遵循了补码的运算方式。

所以一切的背后都是程序，都是一种约定。

而程序的目的就是数据、以及解读数据。

4.站在目的、主要构成角度理解程序的本质——程序=数据结构+算法

我们从哲学角度理解图灵机、机器角度理解CPU工作细节、语言角度理解编写的程序就是控制指令。

甚至展示字符的背后就是一段程序对内存中二进制的解释。

那么这一切是为了什么呢？

所以站在目的的角度理解程序

现在我们的程序是以图灵机为理论基础、冯诺伊曼机为原型（意味着要遵循存储、读取、运行的基本设计规则——他就是这样的机器，他就是这样工作的）CPU 的内部电路实现的控制指令为基础的，构造出一系列指令操作，为了收集数据、计算数据和输出数据为目的的这么一个东西。

而我们程序写来写去归根结底发挥作用的就是 —— 数据结构+算法

数据结构，就是内存中的数据，我们如何组织它们，理解他们。算法，就是围绕着解释或者操作这段程序的。

这两部分一拍即合，就像一个是文字，一个是解释文字的东西，这两个组合起来就创造了意义。

推论：

程序世界再复杂高深的东西都是数据结构的一种体现。

有些领域自成一派，可以理解为出现了特别的独特的数据结构，围绕数据结构的算法。

本质上他们就是一段程序。举个例子：

1.Web程序

web程序就是对 HTTP协议的一种传输处理

2.编译原理

编译原理涉及到很多数据以及算法，围绕着对文本语言的程序处理。其中涉及到有限状态及、正则实现、词法分析、语法分析、AST语法树

本质上他是一种领域程序。

像 yacc、lex 就是典型的一种 DSL

3.网络

网络的七层协议里面，各自按照每层的任务对编码进行理解

4.其他程序

图形程序：可以看成是像素点的绘制
编辑器：我研究过Vim实现，他是对光标数据结构的一种实现
游戏：我也简单看过，现在游戏就是在一个游戏的主循环里，控制用户交互和每帧渲染
操作系统：主要是围绕着控制内存、资源和程序进程的调度等等

三、总结

我最近研究了什么呢？

《计算的本质》Ruby描写的计算机构造原理与解释
《汇编语言》王爽
《C语言程序设计：现代方法第二版》
《程序如何运行起来的》
《计算机如何运行起来》
《编译原理》
各种对于词法、语法解析器的演讲
Python解释器原理的演讲课程

……

虽然这部分工作，阅读资料没有完成。

其实我觉得我已经得出或者跳跃式的顿悟出了自己的结论。

一切会回到起点

程序 = 数据结构 + 算法

所有的程序没有什么高级、低级之分。他们只是一种程序，为了解决问题。编程语言看似是一个底层，其实他也是一个领域问题。

你在研究编译原理、还是虚拟机构造、还是写web程序…… 不论你在用汇编、还是C语言、还是Lua、还是JavaScript、还是 Ruby……

你在思考的事情，你看待问题的角度都是一样的。

你要做的、思考的、学习别人的代码的…… 永远都要围绕：

一个合适的目标数据，可以描述问题的

这个数据的处理方法、算法、周边围绕的

程序 = 数据+方法

最后，这个程序的目的，就是希望，数据可以对问题进行描述，计算进行表达。最终解决你的问题。

至此我得出我自己的答案，自己的思考。我也不需要别人的答案了。

四、额外的思考

现在要学习编译原理？还是写web

归根结底，其实写什么不重要。重要的是，哪些程序可以帮助你解决问题——你的现实问题也算。

有时间懂得多，解决问题思路宽广。

能够补充的是：

动态语言性能和内存适合脚本、web等要求不高的。

基础设施还得靠C，因为研究C之后，他不存在真正的兼容问题，也没有大分裂。

这归根结底是生态的问题。还是一切围绕解决问题。

Mark24

思考-计算机本质和程序本质