关于计算1+1=2，电脑到底经历了什么？底层到底是如何⼯作
的？
前⾔：（我尽量会讲的⽐较⽐较详细，然后我们跳过深的话题，涉及⼀点点底层。）
现在我们⼏乎每天都要上⽹。⾸先我们都是需要输⼊URL（⽹址），然后返回⼀些内容，也就是我们看到的东西（结果页⾯）。今天我想给⼤家讲讲从输⼊⽹址，到按下回车键，到底发⽣了哪些事。（希望⼤家能够耐⼼看完，只要⼤致懂每个环节是什么就⾏。这⾥涉及硬件，底层，软件等等⼀些知识）。
-----------不管你是学⽣，还是已经⼯作了，希望这篇⽂章都对你有帮助哈。
-----------不知道⼤家有没有想过⼀个问题，我们⾃然界本来就只有泥⼟，岩⽯，河流，阳光等等之类的东西。到底是怎么演变成今天的世界的？可能你曾经甚⾄会感慨什么是电？到现在你可能会去想什么是电脑，什么是互联⽹。它是怎么⼯作的，本来⾃然界只有泥⼟给我们，是如何演变成今天的互联⽹的新时代，当然都要全部历程都讲⼀遍，可能⼀天也讲不完（⽽且我也讲不了哈哈）。
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硬件部分（涉及到⼀些模电，数电等等知识，后⾯⽂章讲软件，⽹络架构⼤⽅向）
why  计算机能够算出 1 + 1 = 2 ？什么是1 ？什么是2 ？什么是 + ？在⾃然界最先只有泥⼟给我们的地球，我们该如何标识这些东西？
我想从上⾯的简单⼀道题⽬开始讲起，其实我们都知道计算机只有0和1两种东西。那么什么是0？什么是1？其实我们定义0和1就是电压的⾼低，就是低电平就是0，⾼电平就是1 。具体电压多少判断是0和1，就要看电压的阀值定义的多少，⽐如阀值定义成1.5v。我们定义1.5v以下的就是0，1.5v以上的就是1。这就是计算机的0和1 。然后你也会问什么是电压？什么是电？（兄dei，这样回答的话我写到天亮也回答不完。当然，我这⾥还是啰嗦回答⼀下，⼤神略过）
电的本质是带电粒⼦的定向移动，我们规定正电荷移动的⽅向为电流⽅向。⾦属导体主要就是靠电⼦运动来导电的，我们都知道原⼦核外部都是电⼦，然后说⽩了就是⾼中的⼀些物理，化学的东西。为什么我们常说⾦属会导电？我简单讲⼀下：然后我们都知道原⼦是电中性的，所以原⼦核是带正电，核外电⼦带负电，然后电⼦⼀直绕着原⼦核做运动。（可以类⽐飞船绕着地球运动）。但是⾦属内部原⼦核⽐较⼤，然后每个⾦属原⼦原本就是紧密连在⼀起，甚⾄会使原⼦核之间产⽣相交，产⽣重叠，引⼒相互影响，然后使得最外层的电⼦轨道也可能相互挨着，正常情况下，可能还是保持电⼦是⼀种平衡状态。但是⼀旦有任何的风吹草动，然后电⼦就会脱离原⼦核，沿着风吹草动的⽅向定向移
动，这就是电流！卧槽，原来这就是电流，简单嘛，那么风吹草动哪⾥来。这⾥我举⼀个例⼦。你们记不记得那个谁？（个⼤佬照⽚不容易）。
对，那个法拉第的⼈，不知道他是闲着⽆聊还是怎么的，就拿闭合的导线去切磁感线（磁感线就是两个磁铁之间的空间）。卧槽，居然产⽣了电流，结果他就出名了啊（因为从此磁可以⽣电了），还是⽜逼（当然，这些都是⾮⼈类，随便⼀个举动都是⼈类的转折点）。这⾥应该没⼈问我铁和磁铁怎么来的吧。（铁其实就是⼀些矿⽯，⾥⾯含有（Fe2O3、Fe3O4、FeO），然后我们⼀些还原剂（C、CO、H2）然后⽤⽕烧，还原成铁（Fe）。然后磁铁是⼀种氧化铁Fe3O4，这种材料具有磁性。）
--------看到这，你或许就说，，这不都是我⾼中学过的东西，电流不就是这些⿁东西，铁不就是⽯头⾥⾯提炼出来的吗。好好好，接下来这些东西我就不讲那么详细了。 其实我想说的就是，计算机的很多原理，就和我们⾼中学的东西⼀样，其实也都是⼀样都是我们学过的，差的是我们细⼼总结（当然，我还是渣渣。）好，我继续讲1 + 1 = 2.
接下来普及⼀些底层的知识，来，我科普⼀些完成1+1=2需要⽤到的主要元器件：晶体管（有P型和N型），三极管
若在半导体中掺⼊5价元素就会形成电⼦型半导体（N型半导体），其中多数载流⼦为电⼦（负电），
若在半导体中掺⼊3价元素就会形成空⽳型半导体（P型半导体），其中多数载流⼦为空⽳（正电），
将PN两种半导体结合在⼀起，称为PN结，当P区为正极，PN结正向偏置，反之亦然，
当正向偏置时电阻极⼩称为导通状态，当反向偏置时电阻较⾼称为截⽌状态，
这就是半导体的开关效应。
讲了这么多晶体管（⼆极管，三极管，场效应管等）有什么作⽤？其中重要的⼀个就是开关效应，可以让你往⼀个⽅向⾛，⽽不能逆⽅向⾛（很重要的特性）。
⽐如A到B是导通状态。
电流  A-->---->---->---->---->---->B    OK
电流    B --->-->--->----->---->---->A  不OK(截⽌状态)
给⼀个图： 不想看的不要看，不影响    三种情况的开关
好，我接来下还是讲⼀下三极管（是由晶体管构成的）：我们只要记住有NPN，PNP两种类型的三极管，还是看图or直接看我结论
总之这么⼀个东东作⽤就是：  它可以规定电流导通，截⽌，可以让电流放⼤，缩⼩，等等（想到模电当时各种NPN，PNP公射，共集，共基，场效应，MOS管等。。多么痛的领悟）。
现在讲重点了！！ 下⾯四个逻辑运算很重要，计算机⼀切的逻辑运算就是由下⾯基础构成的，包括我们的什么+  ，- ， x ， 除。
与：两个输⼊⼀个输出，当两个都是1时候才是1，反之0。
或：两个输⼊⼀个输出，只要有⼀个1结果就是1，反之0。
⾮：⼀个输⼊⼀个输出，输出总与输⼊相反，反之0。
与⾮：两个输⼊⼀个输出，当两个输⼊均为1时输出0，反之输出1
或⾮：两个输⼊⼀个输出，当两个输⼊均为0时输出1，反之输出0
异或：两个输⼊⼀个输出，当两个输⼊不同时输出1，反之输出0
同或：两个输⼊⼀个输出，当两个输⼊相同时输出1，反之输出0
下⾯就是逻辑门的基本元器件，就是这些⿁东东，由刚才前⾯说的晶体管（⼆极管，三极管等等管组
成）。
⽐如我们看第⼀个图的与门，D2就是刚才说的“开关”，电流只能从⼀个⽅向移动，也就是三⾓形的指的⽅向。设想⼀下 ⽐如A和B 输⼊端，有任何⼀个是低电平（也就是0），这样Vcc的电压就会流过A或者B，电压全部落在电阻上。这样L点的电压是不是就变成0了？如果A和B都是⼤电压，这样没有电流，因为⼆极管⽅向只能规定流向A或者B，⽽不能是A和B流出。这样L点和Vcc电压都是⼀样的，因为电阻上没有电压，故L是1（⾼电平）。
这就是上⾯说的与门 组成原理。 同理CMOS电路也是⼀样的， 输⼊是A和B，通过图中单向导通，我们组合场晶体管（效应管），就会有上⾯的逻辑门。
然后我们需要逻辑门的组合，整⼀个加法器。 这⾥⼤家应该都知道什么是2进制吧。 就是计数时候满2进1。
⽐如 2位2进制有  00  01  10 11      分别代表  0 （0x2的1次⽅+0x2的0次⽅）  1（0x2的1次⽅+1x2的0次⽅）    2（1x2的1次⽅+0x2的0次⽅）  3  （1x2的1次⽅+1x2的0次⽅）
然后我们想要的结果⽆⾮就下⾯⼏种情况  两个XY表⽰输⼊，⼀个F输出，⼀个C进位，下⾯列出8种情况。（不⽤看，看结论）
⽆进位0+0=0
⽆进位0+1=1
⽆进位1+0=1
⽆进位1+1=0（进位）
进位0+0=1
进位0+1=0（进位）
进位1+0=0（进位）
进位1+1=1（进位）
因此我们设计的电路应该有3个输⼊线分别⽤来输⼊两个加数和⼀个进位信号，2个输出线分别输出运算结果和进位信号一台电脑两个显示器
我们在等号左边⽤F表⽰运算结果，C表⽰进位信号
等号右边XY表⽰输⼊的加数，C表⽰进位信号输⼊
则得出真值表达式：
F  = X（⾮Y）（⾮C） + （⾮X）Y（⾮C） +　（⾮X）（⾮Y）Ｃ　＋ XYC
C = XY（⾮C） + X（⾮Y）C +（⾮X）YC + XYC
据此设计如下图左侧所⽰的电路并化简
进位信号表达式可简化为：
C = XY + XC + YC
结论是  我们发现了加法符合这样的逻辑门关系：
F  = X（⾮Y）（⾮C） + （⾮X）Y（⾮C） +　（⾮X）（⾮Y）Ｃ　＋ XYC  ⼀位输出
C = XY + XC + YC    进位我们根据公式，然后设计出下⾯的逻辑门电路的组合。
总之你只要知道，设计成这样的电路，输⼊0或者1，就可以算出对应的1位加法器。
然后如果是算多位的加法的话，就把他们连起来，如下图。其中加法器，下⾯的图是最简单的了。我记得还有什么74LS181什么的贼复杂，图我就不放出来了。
上⾯这幅图的意思就是  可以做两个4位2进制的数相加了
到这，我们已经⼤致讲了⼀下，真正底层设计和实现加法器了。当然还有⼀些显⽰屏，外界硬件设备的控制输出，这些也是更⾼的话题。我这⾥就⽤了1 + 1 = 2 ⽐较详细的解释了⼀遍。 其实底层很多很多这样的东东，远⽐我们想的复杂，接下来我就只讲⼀下概念。
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介绍⼀下编码和解码，其实计算机底层只有 0 或者 1的⼆进制， 我们看到的任何⽂字，图⽚，⽆⾮都是这些组成的。 所以我们就要约定，什么情况下，什么数字对应什么东西。
⽐如：ASCII编码⽤数字代替字符，位图⽂件逐⼀记录各个像素点的RGB颜⾊（00AAFF什么的）
⽂件的后缀名就是⽤来告诉计算机这个数据的编码⽅式，⽐如：
EXE指令数据
TXT⽂本
JPG位图
下图提供了ASCII编码下各个字符与数字的对应关系，这种标准已经沿⽤许久，甚⾄早到显⽰器还没有发明，因此那时候这个编码被⽤于打印机，可能有⼀些内容现在的已经⽆效，但是为了保证⽼设备兼容性⽽没有修改。
然后就会对应解码，解码就是把对应的东西，拆成01010101，其实和加法底层都是⼀样，都是⼀些逻辑电路，编码，译码器。关于底层我就设计这么多吧，就是希望能够给⼤家⼀个印象，能够了解元器件⼯作的原理。所以想想⼀个诺基亚，都是沉淀了⽆数智慧的结晶，再次向前⼈致敬。
这次我就想讲到这⾥，这些都是⾟苦⼀字字敲出来的，如有不对，欢迎留⾔。接下来可能想讲⼀下⼤⼀点的⽅向，⽹络如何建⽴连接，讲⼀下互联⽹的⼀些流⾏协议，以及如何构建了今天这个⾼信息互联⽹。