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主题:【原创】也谈工业4.0(一) -- tom

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家园 【原创】也谈工业4.0(二)

软件与硬件

软件硬件是电气/电子工程内的划分,几百公斤的金属磨具再硬也不被称为硬件。

电的本质是电荷的流动。电气工程对它的利用,就像水利工程是对水流的利用,无非是导流。

就硬件而言,不管CPU还是存储器, 可以说都是威化饼干(wafer)做的,饼干里面都是一个个可开可合的门(Gate)。CPU和存储器的区别就是门的多少,大小,类别,摆放的区别, 就像房子户型的区别。

软件就是对这些门的开合顺序的整体配置。比如些门先后开,同时开,开了又关,关了又开等等各种组合和序列。冯洛伊曼提出把这些组合和序列先存起来,用的时候,再顺序重复,只要门没坏,每次效果都一样。所以软件可以反复运行,每次一样的结果。于是有了以他命名的冯洛伊曼存储程序原理。跑一下题,这个原理也是人给机器装上的紧箍咒,只要机器是按这个原理造的,他就不可能有自己的自由思想。

对于不明白为什么CPU总是用每秒多少次加法计算来衡量性能的同志,这下应该没疑问了,一次加法计算就等价于特定若干门的开合组合,可以作为计算的基本单位和一般等价物来比较。

究其本质,软件是硬件的可配置型,是硬件标准化的产物,柔性的象征。

很多事情,表面上看是软件,往下看,是硬件,再翻一层又是软件。

比如一般以为intel的 CPU 是足金的硬件了, 最近爆出来,里面跑了 minix 操作系统。

再比如,简单的单片机 MCU, 乘法要用加法模拟, 就是说用户要写—组合基本指令让电子要在那几个门间来回跑几次。DSP 就可以硬件支持,就是用一条基本指令,电子跑一次就通过。就像这些例子,呈现的,基本上所有的事情既可以后期以软件实现,也可以包装固化好以硬件形式提供。后者一般叫固件(Firmware),表示介于 Hardware 和 Software 之间, 不过以前一个单片机程序是固件,现在一个操作系统如 IOS/Android 系统也是固件, 反而在固件里有众多软件(software)。这个名字的外延扩展到名字的意义已经不大了。

总结一下,一个电子系统实际上是一个软硬件的交替叠加的三明治,也可以说软件和硬件是一体两面,就看在特定的阶段哪一面朝外。

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