一文解析CPU、內(nèi)存、編譯器(編程語言)、操作系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)是非常復(fù)雜的系統(tǒng)，涉及CPU、內(nèi)存、編譯器(編程語言)、操作系統(tǒng)等等。

那么，有沒有可能一個(gè)人同時(shí)搞定整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)呢？

答案是肯定的。

而且是早在1976年就搞定了，從頭到尾一人搞定整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括硬件以及軟件。

這臺計(jì)算機(jī)系統(tǒng)長這樣：

打造這臺計(jì)算機(jī)的就是圖片中右邊這個(gè)家伙，天才工程師 Steve Wozniak (以下簡稱沃茲)：

正是他和「喬布斯」一手打造了當(dāng)今的蘋果帝國。

1975 年 3 月 5 日，在加利福尼亞門洛帕克市Gordon French(一位美國的計(jì)算機(jī)程序員)的車庫里家釀?dòng)?jì)算機(jī)俱樂部(homebrew computer club)舉行了它的第一次聚會(huì)。

首次參加這個(gè)聚會(huì)的沃茲深受啟發(fā)，并開始立刻著手設(shè)計(jì)自己的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(立刻行動(dòng)的重要性)。

在沒有 Githu b以及 Google 的年代里，沃茲單槍匹馬就搞定了整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并將其在俱樂部里展示了出來，甚至還幫助俱樂部中其它成員打造出了自己的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(開源精神就是這么來的？)。

有了天才的工程師然后天才的產(chǎn)品經(jīng)理喬布斯出現(xiàn)了，喬布斯決定售賣沃茲制作的電路板，為了資助他們創(chuàng)建的小公司，喬布斯賣掉了他的車，沃茲賣掉了自己的HP-65計(jì)算器。

很快新公司開張并接到訂單要求他們制作完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，這就是 Apple I。(這大概就是蘋果售賣完整計(jì)算機(jī)設(shè)備基因的起源，你會(huì)發(fā)現(xiàn)蘋果公司出售的都是軟硬件完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它既不會(huì)單獨(dú)售賣硬件也不會(huì)單獨(dú)售賣軟件)

讓我們來看看這臺計(jì)算機(jī)的配置。

沃茲在設(shè)計(jì)最初使用的是「摩托羅拉 6800 處理器」(好吧，CPU不是自己設(shè)計(jì)的)，搭載了 4K 內(nèi)存(內(nèi)存也不是)。

軟件方面則是沃茲自己實(shí)現(xiàn)的 BASIC 解釋器，好吧，實(shí)際上 apple I 中并沒有操作系統(tǒng)，有的只是一個(gè)所謂的 machine language monitor，這在 1970s 到 1980s 年代的計(jì)算機(jī)上非常流行：

machine language monitor 類似于現(xiàn)在的shell，可以讓用戶輸入命令并查看或者修改內(nèi)存中的內(nèi)容，沃茲實(shí)現(xiàn)的 monitor 有三個(gè)功能：可以讓你以16進(jìn)制來編程、檢查一段代碼的內(nèi)容或者在特定地址運(yùn)行一段程序，該monitor程序運(yùn)行在一段256字節(jié)大小的內(nèi)存空間中，你可以把monitor看做那個(gè)年代的操作系統(tǒng)。

1976 年 7 月，apple I 開始以 666.66 美元的價(jià)格開始售賣，因?yàn)槲制澫矚g重復(fù)的數(shù)字(666的鼻祖)，這款計(jì)算機(jī)設(shè)備售賣一年后讓位給了apple II，apple II讓蘋果公司家喻戶曉(美國)：

又過了幾十年后劃時(shí)代的 iPhone 發(fā)布，蘋果享譽(yù)全球并成為世界上市值最高的企業(yè)。

可以看到，即使是在 1970 年代計(jì)算機(jī)發(fā)展初期，Woz 也沒有自己動(dòng)手設(shè)計(jì) CPU 以及內(nèi)存，而是采用現(xiàn)成的處理器與內(nèi)存。

你需要知道的僅僅是如何對該處理器進(jìn)行編程，然而即使是這其中看似簡單的一項(xiàng)可能就會(huì)花費(fèi)你幾周的時(shí)間。

而搞定一個(gè)處理器尤其是可以商用的處理器絕非玩具處理器可比，如果你自己實(shí)現(xiàn)的簡單處理器是這樣一座橋的話：

那么商用處理器就是這種橋：

你可以說這都是橋，但這基本上就是兩個(gè)不同的物種，商用處理器中的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)、測試、調(diào)優(yōu)、debug等等任何一項(xiàng)拿出了絕不是一個(gè)人能搞定的。

其它的像內(nèi)存、硬盤、SSD等等皆是如此，完成這些后等著你的還有操作系統(tǒng)，同樣，商用操作系統(tǒng)與教學(xué)或者玩具操作系統(tǒng)也是云泥之別。

因此，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)打造更像是搭建積木，將現(xiàn)成的軟件和硬件調(diào)試好后組裝起來，即使對于富可敵國的蘋果來說也是近兩年才搞定桌面端處理器，在此之前依然要依靠 intel。

好啦，本文就到這里。

編輯：黃飛