计算机系统要素：从零开始构建现代计算机-尼萨

资源名称：计算机系统要素：从零开始构建现代计算机-尼萨描述：本书通过展现简单但功能强大的计算机系统之构建过程，为读者呈现了一幅完整、严格的计算机应用科学大图景。通过12个章节和项目来引领读者从头开始，本书逐步地构建一个基本的硬件平台和现代软件阶层体系。在这个过程中，读者能够获得关于硬件体系结构、操作系统、编程语言、编译器、数据结构、算法以及软件工程的详实知识。通过这种逐步构造的方法，本书揭示了计算机科学知识中的重要成分，并展示其它课程中所介绍的理论和应用技术如何融入这幅全局大图景当中去。链接/小白羊:我用阿里云盘分享了「[计算机系统要素：从零开...萨).周维.扫描版.pdf」，你可以不限速下载复制这段内容打开「阿里云盘」App即可获取链接：https://www.aliyundrive.com/s/J9MJCr9KqVm

中国加速在政府计算机系统中限制和替代进口CPU及操作系统

中国加速在政府计算机系统中限制和替代进口CPU及操作系统据英国《金融时报》报道，政府开始逐步减少和停用在其计算机设备中使用英特尔和AMD芯片，理由是出于对安全的考虑，并确保其系统搭载"安全可靠"的设备。此外，政府还建议各级政府减少将Windows作为主要操作系统，而采用来自麒麟、统信等国产厂商的产品。这种替代行动被称为“信创”，即信息技术应用创新，旨在针对硬件及云等基础设施、基础软件、应用软件、网络安全等IT产业链核心技术产品进行自主研发，为我国经济发展、社会运转构建安全可控的信息技术支撑，避免核心技术受制于人。此举是在中国工业和信息化部发布了一份符合政府政策的CPU名单之后发生的：http://www.itsec.gov.cn/aqkkcp/cpgg/202312/t20231226_162074.html这其中包括华为海思的鲲鹏、麒麟和盘古处理器，龙芯中科的龙芯系列处理器，无锡先进技术研究院的申威系列处理器，飞腾信息技术有限公司的飞腾系列处理器，上海兆芯的兆芯系列处理器，海光信息的海光系列处理器。几乎立即开始停用英特尔和AMD的处理器确实是一个意料之外的举动，但我们确实从很早的时候就预料到了它的到来，因为中国的科技行业已经达到了与国际市场"隔离"的状态，为了应对这种状态，他们已经开始大规模采用"国产"解决方案，尤其是在最近的人工智能加速器供应再被切断之后。对于英特尔和AMD来说，这确实是一个令人担忧的情况，因为政府层面的禁令意味着除非达成临时解决方案，否则它们的消费市场可能很快就会受到干扰。这也意味着巨大的经济损失，因为据报道，英特尔年销售额的27%来自中国。不过，对华为或龙芯这样正在快速开发国产CPU的公司来说，这可能最终意味着它们将迎来大规模的采用，从而推动其产品阵容的创新和研发。就我们目前所看到的情况而言，要么是企业投向美国阵营，要么是投向中国阵营。这两个国家都在大力投资其技术武器库，拜登政府通过其《CHIPS法案》推动发展，鼓励英特尔等公司在国内发展半导体。尽管如此，新禁令的实施带来了另一个不确定性，将对市场产生负面影响。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1424856.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1424856.htm

《三体》中的人列计算机看不懂？没关系，先来看看这个

《三体》中的人列计算机看不懂？没关系，先来看看这个图片来自《三体》电视剧截图我们往大了看看计算机的硬件系统基本结构。拿一台现代计算器的各个硬件部分来具象，就能很好的做一个对应。输入设备，譬如鼠标、键盘等；控制器和运算器，往往合称为中央处理单元，即CPU（CentralProcessingUnit）等；存储器，顾名思义，是我们常说的内存条和硬盘等；输出设备，显示器、打印机、音响等。这一套硬件组成系统被称为冯·诺依曼体系，由这位数学家冠名创立。但并非他凭空想象而成，而是总结前人经验所得。因为在电子计算器普及之前，还经历了手动计算器和机械计算器的时代。冯·诺依曼也沿袭着「路径依赖」这一创造规则，简称踩着巨人的肩膀前行。接下来，咱们就一探究竟。朋友，请举例一款计算器，要是你脑子里立刻想到的！我想，大多数人脑中浮现的都会是电子计算器，带电的，能自动计算。只需要用按键输入数据和运算法则，结果会自动输出到一块电子屏上。常见到不起眼……如果你凑巧最近还看了点古装剧，脑中应该还会想到噼里啪啦打得精妙的算盘。使用算盘进行计算，全由人手在扒拉算珠操作，计算过程靠的也还是我们人脑在记背的珠算口诀，而算珠排布的变化展示的则是其中的寄存结果。这一类属于手动计算器，可做不到自动计算。不卖关子了。这篇文章，我们就聊聊介于这两者之间的机械计算器。01、机械计算器的现代身影第一次工业革命的代表是用机器取代人力、畜力，人类进入机器时代。第二次工业革命的代表是电力的大规模应用，我们进入了电力时代。现在我们处在第三次工业革命，各类信息技术和科技创新带来的现代便利中，更直白点，我们处于一种只一眼是看不懂事物原理的时代。计算器的发展也跟着上面的时代潮流在发展，经历了三个阶段，从手动计算器到电子计算器，这中间还经历过机械计算器的阶段。只是这个阶段已经被「日新月异」掉了，甚至让人觉得好像从未展现在我们面前？毕竟，四十岁以下的朋友们出生时，周围身边物品全带电了…我说的是电力。然而，实际上我们所有人的身边，都还有机械计算机残留的熟悉身影。不信就来看看？02、后期的机械计算器我们先来看一款在机械计算器时期比较后期的机器Divisumma24，它能以每分钟250次循环的速度依次快速加、减、乘、除运算。这台由MarcelloNizzoli设计的机器于1963年9月开始在意大利被Olivetti公司大批量生产制造。选它介绍的原因，是这台机械计算器在上个世纪七十年代的市场上足够成功——共生产了约600万台，也是该公司在全世界销量最多的机械计算器型号。正因为是机械计算器时期比较后期的产品，这台机械计算器并非是完全的纯机械设计，需要外接一个下图最右侧的70瓦蜗杆电机作为动力源进行驱动。整机内部没有电路板，也没有传感器，没有任何什么高科技到令人看不懂的现代元器件。它有的只是齿轮、弹簧、连动杆等共约3800个机械零部件在相互配合着完成工作。这也说明，在它闪亮登场的时代，这样的机械工艺水平已然登峰造极。图片来自Multyplus1操作时，我们只需要输入要做计算的数字，然后计算的不同阶段和输出结果，都会分成两种不用颜色的墨水被打印到机器上方的一卷纸带上。下图我们可以通过观察机器的计算时间，感知到这台机械计算器在不同运算法则下的计算速度。比如12加45，这个57的计算结果几乎是立刻就被输出到纸带上。45乘78的运算结果3510却需要停顿一阵。图片来自Angelo3800个零部件的组装，即便是二十一世纪的现代人，也不能毫无痛苦地看懂……忍不住要发出「什么样的头脑，能设计出这种东西」的感慨。03、相似的打字机看到这里，仔细观察的你有没有发现这台机械计算器，似乎和打字机有一些相像？一样的按键下压作为输入，一样的纸带打字输出结果。说出你的大胆推测？对，它们在设计上确实一脉相承！工程师CamilloOlivetti在1908年初创以姓氏命名的公司Olivetti时，最初生产的就是打字机。我们不妨来看看这同一家公司在1950s生产的OlivettiLettera22打字机，作为那个年代最具标志性的打字机之一，还在1959年被美国伊利诺伊理工学院选为过去100年最佳设计产品。这款打字机也由Divisumma24机械计算器的设计师MarcelloNizzoli进行设计，如果你有机会去纽约的MoMA，也就是现代艺术博物馆（MuseumofModernArt），还能看到这款永久收藏品。图片来自YEGTypewriters04、设计趋同如此相似的设计，就要说到设计方法上的一种现象——设计趋同。有时为了减少使用者的认知成本，能快速的适应一种新产品，商业设计的一些功能和布局会呈现趋同化。除此之外，这也减轻了设计师的创新压力，对于工厂的大批量生产来说也减轻了开模和工人组装的负担。可以说是设计史上的前人栽树，后人乘凉。也正是因为设计趋同，即便是被科技飞速发展逐渐淘汰的奇思妙想，已然分不清究竟是谁模仿了谁，但总还能发掘出曾经的技术遗迹。现今，上图这类机械打字机已经很少有人在使用了，但我正敲击着的键盘和显示器上呈现的文字，不正以电子计算机这一另外的形式，延续着它曾经存留世间的痕迹吗？05、早期的机械计算器我们看过了后期的机械计算器，被它的精妙结构所震撼，赶紧来看一款早期的机械计算器平复一下心情。时间往前倒推300余年，一款1642年由布莱兹·帕斯卡发明的滚轮式加法器，也被称为帕斯卡计算器。这款机械计算器，可以直接对两个数字进行加减运算。那一年，发明者年仅19岁，初衷只是为了减轻作为税务官的父亲的工作量。帕斯卡这个名字是不是有些耳熟？我们在初中科学课上学过的压强单位帕斯卡（Pa），也是因为他的杰出贡献而以他的名字命名。这是一位科学史上杰出的数学家、物理学家、化学家、气象学家……来看下图的实操，正在拨动下方的转盘依次输入两个数字，要进行加法或减法运算。图片来自YvesSerra简单的看一个单独的转盘内联结机构的内部原理。图片来自ColegiulEconomicIonGhica不同转盘间的联动，则是当一个转盘的数值达到10，也就是说转了一圈后，这个齿就会驱动第二个齿轮，完成升位。06、做加法的水表这个升位的小机械结构，你应该会非常熟悉。水表，其实就是一种二十一世纪还在使用的机械加法计算器，只是现在自动计算的是你家的用水量。我们来看一个速度式水表拆解后的下层，找的图源自流体力学的模拟资料。所谓的速度式水表，就是机械结构通过水流速度的快慢推算你的用水量多少。能看到一个个模拟水流的小球是先经过了滤网，再推动腔体中的叶轮旋转。图片来自TintschlBEStAG(english)叶轮上同轴接的齿轮，会延伸进水表的上层。这里面是一成套的减速齿轮组。由它们再驱动读书盘，步进着去显示做加法。一样是后一个转盘的转一圈，完成一次进位。可以说齿轮成了这类机械设备的心脏。图片来自Tech&Lifestyle简单的了解机械计算器阶段的头尾两款机器。我们就会发现这类机器发展的最大限制，已经是材料本身，机械零部件本身的质量让组装和设计变得异常复杂。但也正是因为机械结构的复杂性，赋予了机械计算器极高的欣赏价值，这或许也是人们迷恋「蒸汽朋克」这一科幻题材的原因所在。好在，我们的生活会一直建立在过去的智慧之上，只是换了一种表达形式。参考文献：[1]http://www.marcello-nizzoli.com/[2]https://amer...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1343723.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1343723.htm

量子计算机 难成“速效救芯丸”

量子计算机难成“速效救芯丸”跻身美国“优先打击”技术领域，反映出量子计算的特殊应用潜力和战略价值也已得到官方重视。不过与先进半导体、人工智能领域不同，外界对量子计算的发展仍存在诸多误读、曲解，近期不乏自媒体乃至专家鼓吹量子计算可以跳出美国“包围网”，实现所谓“换道超车”。引而待发的外部遏制，将对我国量子计算产业发展带来怎样的挑战？量子计算，又能否成为某些人期待的高性能计算“特效药”？“对华人面孔都非常警惕”仿佛为了迎合各自受众的趣味，中美两国分析机构往往都津津乐道于量子技术竞赛中国“领跑”的故事，并有论文、专利、政府拨款等数量指标为证，一些自媒体甚至基于这样的认知欢呼雀跃，声称围堵遏制将加速中国量子计算“黑科技”跃进，让美国搬起石头砸自己的脚。（看似“全面领先”的中国量子科技）然而数量指标并不能直接等同于科研与产业化的真实质量，必须正视的是，美国在量子计算领域仍然占据着产学研用的明显领先地位，其细密狠辣的围堵，对我国相关机构影响不容小觑。在资本流动上，除了试图切断海外资本对中国量子计算领域的投资，早在去年9月，美国总统拜登就已经签署了14083号行政令，史无前例地向外国投资委员会（CFIUS）下达指令，强调该委员会需持续定期审查其程序、做法和法规，以确保它们对不断变化的国家安全威胁保持反应，在“事关美国国家安全的技术领域”收紧对中国资本赴美投资的审核尺度，CFIUS需考虑交易是否涉及这些领域的制造能力、服务、关键矿产资源或技术，量子计算也赫然在列。除了双向资本流动的收紧，去年以来美国对中美间量子计算学术、人员和商业往来也已经开始施加各种或明或暗的限制，有美国学者就谈到，量子计算（QC）方向的中国留学生越来越难获得签证。长期跟踪量子技术发展的光子盒创始人顾成建，向集微网细述了去年以来骤然袭来的“寒气”：“我们不少前沿科技领军人才，都是从国外学习回来，美国现在对人才也是封锁的，包括现在已经在那边的人，他不让你回来。交流方面更加如此，美国现在本土所举行的量子领域学术会议、产业界会议，都不允许中国的公司来参加，甚至对于华人面孔都非常的警惕。”联合研究和学术交流受限，我国机构独立开展量子计算技术研究与产品转化，也同样面临关键核心设备、器件“卡脖子”问题，对美国等西方国家仍有相当依存度。2021年11月，科创板上市企业国盾量子被美国商务部工业与安全局（BIS）列入实体清单，该公司对外回应中坦言：“国内部分高端仪器设备研发周期较长、技术壁垒高，现阶段公司部分高端仪器仍有对外进口依赖，有可能对公司后续经营造成不利影响”，经历该事件后，公司主要募投项目也出现了大幅调减投资金额，推迟建成时间的现象。顾成建分析，以目前技术上最为成熟的超导量子计算机为例，在稀释制冷机、高性能示波器等量测设备、特种线缆、极低温电子元器件上均存在较为明显的短板，贸易禁运和技术封锁会带来较大影响，如稀释制冷机“这个设备目前全球只有两家公司真正能提供商用产品，两家加起来占了99%的市场份额，一家就是芬兰的BlueForce，一家是英国的牛津仪器，但从去年下半年开始，这两家已经在美国要求之下，也对中国进行了禁运禁售”。顾成建还谈到，目前，国内也有多家科研院所和初创企业在量子计算领域关键核心设备、器件上展开攻关，但正如在国内半导体产业所看到的，全部补上基础能力短板尚待时日。如果说基础创新上短板明显，那么在量子计算机系统和应用层面，中国机构的创新能力目前又处在怎样的水平？能否成为大算力芯片遭限后的“速效救芯丸”？“这个形势非常的严峻”“量子计算机目前的发展程度相当于什么阶段的经典计算机？”对于这个问题，顾成建给出的判断是“相当于仙童公司成立前”（上世纪五十年代）。他指出，目前尽管国内外多家机构研制的系统已经相继宣布实现了“量子优越性”，但基本不具备实用意义，接下来至少5到10年时间，学术与工业界仍然需要向NISQ（含噪声中等规模量子）的目标攀登。至少要进入2030年代，才能看到可编程的通用量子计算机前景。也正是由于量子计算机距离实用尚远，此前通过SPAC实现公开上市的Rigetti、IonQ、D-Wave等“网红”量子计算企业，均出现了市值大幅萎缩，Rigetti甚至近期曝出濒临退市。顾成建指出，量子计算这个赛道确实出现了严重的一二级市场估值倒挂，甚至有二级市场估值缩水十倍的案例，在他看来，没有可供商业化的成果，没有切实的收入支撑，是导致这一现象的主因。不过即便如此，In-Q-Tel等美国政府资金加持的基金，仍然在这一领域坚持“投早、投小”，美国量子计算企业吸收风险投资的比例也高踞全球第一，相比之下，我国该领域初创企业吸收投资甚至不及加拿大、英国。顾成建也感言，目前国内民间资本对量子赛道的关注和支持还非常不足。在量子计算机开发的“马拉松”竞赛中，蓝色巨人IBM目前占据明显领先地位，去年11月，该公司公布了可操作433量子比特位的新一代量子计算机Osprey，也强烈震撼了国内同行。（IBM路线图）顾成建表示，尽管一直以来外界都是把中美并列为量子计算机研发的第一梯队，认为两国并驾齐驱，但在IBM去年公开Osprey后，“我们突然发现中国跟美国的差距至少落后了有一年半到两年的时间，这个代差非常之大，我们还在实验室阶段就已经落后了两代，这个形势非常的严峻”。（阿里达摩院自研量子计算机，集微网摄）在同样不存在清晰的商业回报，相当程度上依赖政府扶持的情况下，中美两国量子计算机整机研发差距不减反增。在顾成建看来，这既与IBM等巨头的深厚技术积累和工程经验有关，也反映出国内当下一些发人深思的生态弊端。作为目前国内承担科研课题、专项的主体，各大科研院所在量子计算机研发上仍然相当割裂，尚未实现成果与知识的充分交流共享，各自闭门重造轮子，“没有一个合作的氛围在，没有真正把举国体制用起来，围绕一个目标去做一件事情”。顾成建还谈到，国内企业相较IBM、英特尔等海外厂商，也显得较为缺乏长期投入的战略定力，在股权投资或地方政府出于各自短期利益的推动下，企业往往也存在夸大宣传的情况。在量子计算业已被各主要国家视为未来战略制高点的情况下，“起了个大早”的中国，如何能够避免“赶了个晚集”，再次被欧美甩开？顾成建认为，在需要长期坚持、持续迭代的量子计算机整机研发上，可以通过组建专门的国家实验室，整合全国学术界、工业界资源，破解当前种种弊病，充分释放我国举国体制的特殊优势。量子计算机上游设备、器件，则可以通过市场化手段，吸引设备和器件厂商充分的参与进来，加速产业化进程。结语国内尚显稚嫩的量子计算机，虽然难以成为破解美国科技遏制的“速效救芯丸”，但却已日渐显现广阔的未来应用前景，这恐怕也是美国方面将之列为管制重点的原因所在。从先进半导体到量子计算、人工智能，美国正试图牢牢“封死”其竞争对手挖掘利用数据价值的能力。在复杂严峻的战略技术博弈中，量子计算这一中美间力量对比相对接近的领域，或许可以扮演“破局”的关键，而实现这样的突破，则尚需产业政策更精准、更高效的推动。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344045.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1344045.htm

中国百度公布其第一台量子计算机 "干始"

中国百度公布其第一台量子计算机"干始"北京，8月25日（路透社）--中国搜索引擎巨头百度公司周四披露了其第一台量子计算机，并准备将其提供给外部用户，加入将该技术应用于实际用途的全球竞赛。百度在一份声明中说，百度开发的量子计算机被称为"干始"，有一个10量子比特（qubit）处理器。它说，这家位于北京的公司还开发了一个36量子比特的量子芯片。世界各国政府和公司多年来一直吹捧量子计算的潜力，这种在超低温下的高速计算形式将使计算机达到前所未有的处理速度。然而，目前该领域的实际应用仍然非常基础，而且仅限于一小群早期客户。美国、中国和欧盟已经启动了大规模资助的量子计算项目，希望在该领域拔得头筹，该领域通常被认为是决定全球新霸主地位的基石之一。据市场研究机构IDC称，到2027年底，全球政府和公司将在量子开发方面投资约164亿美元。美国科技巨头IBM(IBM.N)表示，它计划在2025年使量子计算机可用于商业用途，并配备一个超过4,000量子比特的处理器。到目前为止，IBM已经发布了具有127个量子比特的量子处理器。AlphabetInc.(GOOGL.O)旗下的谷歌也打算在本世纪末开发出一台拥有100万个量子比特的计算机。——

张雪峰老师推荐十大高薪专业引发热议：计算机类霸榜 文科中仅法语入围

张雪峰老师推荐十大高薪专业引发热议：计算机类霸榜文科中仅法语入围1.信息安全（连续7年薪资最高）2.软件工程（入围连续10年Top10专业）3.信息工程（上榜9次）4.网络工程（上榜8次）5.计算机科学与技术（上榜8次）6.电子科学与技术（上榜5次）7.物联网工程（上榜5次）8.数字媒体技术（5年内薪资稳步上升）9.法语（上榜5次）10.信息管理与信息系统（10年薪资涨幅较大）从这10个专业来说，几乎都是理工科的，而且计算机相关的专业差不多是霸榜了，信息安全位列第一，软件工程第二，第三是信息工程，后面是网络工程、计算机科学及技术。其他专业中，电子科学不用说也是热门的选择，近年来国内也尤其重视这种底层科学技术，物联网、数字媒体等也是近年来很受欢迎的专业选择。10大专业中文科类的只有1个，而且是语言类，但不是最常见的英语，而是法语，这多少有点让人意外。这些专业到底如何？大家有什么想法可以发表出来。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368463.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1368463.htm