电脑还在用70年前的联想，可它为啥没被淘汰？，咱们每天敲代码却从不碰电路，这中间到底隔了若干层？，你写的设施，临了是怎样形成灯泡亮一下的？

我最近在学野神思构成旨趣，不是为了测验，是想搞明显一件事：我敲的Python代码，临了怎样让屏幕亮起来的。憨厚说这是“野神思系统空洞”，听着像教科书目次，但真看进去才发现，它其实讲的是所少见字寰宇的地基。

冯·诺依曼这个东谈主，1945年写了一篇申报，就定了曲调：设施和数据王人放内存里，CPU一条条取出来干。目下芯片几千万个晶体管，可最中枢那一套——取教唆、解码、奉行、写回——依然他画的框。不是没东谈主想改，是改不动。就像盖楼，地基打好了，上头再加十层玻璃幕墙，下面的钢筋水泥依然那套。

CPU里所谓“运算器”和“收尾器”，早就焊死在一块硅片上了。你买个i5，它内部ALU和CU根分内不开，就像鸡蛋清和蛋黄搅匀了。但它们干的事没变：一个算加减乘除，一个盯着设施计数器，指引谁先读、谁后写、哪条教唆跳到哪去。

内存这块最闹心。CPU跑得迅速，一纳秒干一件事，可等个数据从内存来，得花上百纳秒。这中间的慢，叫“冯·诺依曼瓶颈”。其后东谈主想招：加缓存，澳门十大娱乐网站一级二级三级，像在CPU门口摆了三个小柜台，常用的东西先放这儿。再其后搞出GPU，干脆让一堆小核我方管我方内存，不跟CPU抢路了。

咱们遍及写的设施，离硬件远得很。C话语编译出来，先变汇编，再变机器码，畅达时还要填地址、接函数。你main函数着手那句printf，背后可能调了几十个系统调用，操作系统偷偷帮你开了内存页、设了寄存器、发了IO肯求。第一次奉行时缺页，CPU俄顷停住，跳进内核去磁盘搬数据——这总共这个词经过你统统不知谈，牛牛游戏app只看到屏幕打出“Hello World”。

有东谈主问：为什么毋庸更“先进”的架构？比如哈佛结构，教唆和数据各走各的路。它其的确单片机、路由器芯片里早用了，但通用电脑没换，因为软件生态太重。Windows、Linux、总共APP，全按冯·诺依曼写的，换架构就得重写一切。不是时期不成，是换不起。

性能筹画也挺的确。CPU频率目下王人叫GHz了，可光看数字没用。你开个浏览器，CPI可能飙到20以上，因为要管束网页、JS、GPU交互；而算一个矩阵，CPI可能压到1以下。MIPS这种老筹画，目下连厂商王人不提了——它骗不了东谈主，干不同活，速率差十倍。

存储器亦然。你说买个1TB硬盘，数字很亮，但你真往里拷电影，要看是SATA依然NVMe。前者每秒读500MB，后者能到7GB。这不是容量问题，是通路太窄——就像高速收费站只开一个窗口，车再多也堵着。

I/O更隐蔽。你点一下鼠标，信号从USB口进来，经过南桥、中断收尾器、驱动设施，临了告知你的设施“左键按下了”。中间任何一个体式卡一下，你就以为“电脑顿了”。可没东谈主怪鼠标，王人骂电脑卡。

学完这些，我反而不以为野神思多机密了。它便是一堆商定好的电路，加上一层层补丁式的联想。设施员写高等话语，是站在一堆东谈主肩膀上；而那些东谈主，又站在更早的一堆东谈主肩膀上。每一层王人在偷懒：用汇编省去记二进制，用C省去管寄存器，用Python省去管内存——可底层那根线，恒久连着电流和开关。

昨天我写了个小设施，让它算1到100万的和。出手完，电扇转了两秒。我知谈，那两秒里，CPU取了上百万条教唆，内存搬了上千万字节，硬盘没动，但缓存被刷了三次。它没想考，没显露，仅仅按最老的法例，一遍遍叠加那五个算作。

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它就这么跑着。