老莫

填坑:CS大法好之一——你是风儿我是沙。

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最近挖坑挖得实在是太多了,以至于引起了各位观众老爷们的不满。四川有句老话说的好:个人挖坑个人跳,不是活埋胜似活埋。袍哥人家决不拉稀摆带!既然挖了那么多坑,肯定是要填的咯。不过先填哪个后填哪个就看我的心情和而定了。

今天就先填填CS大法好吧。

但是要讲清楚CS大法为什么好之前,首先需要来讲讲行业的发展。讲一讲电子信息行业和计算机行业的发展。这样才有助于我们厘清一些基本的概念和认知。然后再开讲为什么CS大法好。各位看官请稍微耐着性子听我唠唠叨叨一番。

电子信息年这个行业是怎么来的,又是怎么发展的呢?

其实电子信息这个行业往大了说,应该是包含了整个“弱电”领域。既然有“弱电”就有“强电”。强弱电其实都是对电这样一种物理现象的应用。所谓的“强电”是利用了电的“能量属性”。电能目前已知的所有能量中比较容易控制和传输的一种能量,因此在现代社会中电能的利用占了非常重要的地方。很多能量都是先转换成电能以后再被输送和利用的。因此“强电”主要关注的是电能的产生、输送、转换以及利用。那么所谓的“弱电”又是什么的呢?“弱电”主要利用的是电的“信号属性”。所谓信号属性就是用电的某些物理特性,例如电压高低、电流大小等,来表示信号。在这样一个层面上去研究如何信号的产生、变换、存储以及传输等。从上面的分析就可以看出:“强电”强调能量,因此研究的都是一些高压、大功率的问题,比如发电、输变电、电机拖动等。而“弱电”强调信号,能表示信号就成,功率过大了反而浪费。

严格意义上来说,信号并不一定要用电的物理现象来表示。也可以用别的物理现象,比如说光。但是别的物理现象要么传输的速度不够快,比如热、机械;要么是控制难度还很大比如光、量子。所以最终电的物理现象还是当仁不让的担当起了表示信号的重任。而信号又是信息的载体,因此电和信息就紧密的绑定在了一起。因此,这个电子信息行业也就诞生了。要在这个领域混饭吃,首先要掌握电的一些物理性质,其次要掌握信号处理和变换的理论。掌握电的物理特性是为了控制和利用好电,而掌握信号处理与变换的理论是为了知道应该如何去利用电。所以大家看到现在电子信息类专业里面,讲完数学、物理这些基础课以后必然就需要先讲电路分析、模拟电路、数字电路、电磁场与波(部分专业)这些和电的物理特性相关的课。同时还要学信号与系统、数字信号处理等教你如何处理信号的课程。

那么归纳起来,电子信息类行业可以这样概括:利用各种技术手段,设计并实现一个特定的电学装置。这个通过装置改变电的某些物理物理特性,从而改变这些物理特性所承载的信号,最终实现对于信号和信息的处理。所以按照设计这个电学装置应用领域不同,可以分为广播、电话、电视、雷达、显示、控制设备等不同的产品。随着产业的发展,产品门类越分越细。按照我们某位“高龄网红”的说法:电子科学技术和电子工业门类繁多,面临的科研、试制、生产的任务很重。而由于电子信息行业在上世纪初期就开始形成全面的产业(电话发明于1892年,雷达发明于1917年,无线电广播发明于1910年),使得我国在建国后的院校和专业建设上把整个电子信息类专业切的非常的细碎(这一点所带来的影响后面会再详细讨论)。

而计算机这个行业又是怎么来的,怎么发展的呢?

计算机,顾名思义就是指能够“计算”的机器。只要能够完成计算的机器都是广义上的计算机。所以最开始的计算机是用的机械的,巴贝奇在19世纪中叶造的那个差分机就是用机械方法做的。后来又有人研究用射流技术也就是控制高压水流来构建计算机。但这些都不是很好的办法,不是太慢就是难以控制。而这时候,电传播速度快又易于控制的物理现象又被发掘出来了。通过对电的控制来构建用于计算的机器,也就是顺利成章的事情了。这就是说,电在首先被选择成为了信号的载体以后又一次被选择成为的实现计算机的载体。电子信息行业与计算机行业也就这样有了“共同语言”,从此就缠绵纠结在了一起。用一句老电视剧的歌词来形容就是:“你是风儿我是沙,缠缠绵绵到天涯……”(我嚓,不小心暴露年龄了)。其实归根结底就一点:这两个行业共同选择了电学现象来作为自己实现的基础,而且对电的使用都是偏向与使用其“信号属性”。

继续说回到计算机。计算机这样行业其实包含了三个层面的内容:1.如何设计并实现一台计算机;2.如何更好的管理和利用计算机;3.如何运用计算机技术去解决各种问题。这三件事实际上对应了我国计算机科学与技术这一学科下的三个二级学科:计算机系统结构、计算机软件与理论以及计算机应用技术。而这三件事随着时代的发展,重要性也是在不断发展变化的。在计算机行业刚刚诞生的时候,大家首先关心的是如何去设计和实现计算机。这个时代大家关注的是计算机硬件技术和计算机系统结构,在不断竞争中也发生了很多著名的历史事件。例如大型机、小型机、PC机之争,昙花一现的模拟计算机,处理器架构之争, 让日本人跌了一个大跟头的“第五代计算机”等。这一时期大概在20世纪80年代中后期基本结束,但余波一直延续至今。而在行业发展到中期的时候,如何管理和利用计算机就一个重要课题。在这一时期大家关注的热点主要是在编译器、操作系统这类“系统软件”层面。伴随着微软帝国的崛起,这成为了整个20世纪80和90年代的主旋律。而进入21世纪以后,如何运用计算机去解决各种问题则成为了主流。大数据、人工智能、VR技术这些今天听上去很火的名词其实都可以归结到这里面。

从这一发展史我们可以看出,一开始的计算机是作为一种“特殊电子设备”而存在的。由于选择了电的物理现象来作为实现计算的载体,那么设计一台计算机也就是研究如何去控制电的物理现象了。这种对电的控制和其它电子设备相比并没有什么本质的不同,就是实现的功能不同而已。但计算机又有其内在的行业和学科发展规律,逐步从一个“特殊电子设备”变成了一个独立的行业再继续演变成一种普适性的信息处理技术。而这时,计算机行业又反过头来会对电子信息行业产生影响。

前面说到,电子和信息联系到一起,是因为要选择电作为信号的载体。但是信息这玩意,是可以抽象出来以任意形式表示的。正如计算机硬件的时代过去以后,大家已经不太关心计算机内部到底是用什么来表示这些信息一样,大家也同样可以不关心信息到底是由什么样的信号承载的。如果我们从计算机的角度来看信息,信息可以被抽象的认为是计算机内部处理的一组数据而已(即使这些数据最终是以电信号的形式表示的)。而计算机本身就具有对数据运算的功能。换言之,如果把信息以数据的形式表示出来并加以运算,计算机也可以完成对信息的处理。而这个处理过程并不是直接设计一种电学装置,而是利用计算机去做了一系列运算。这个运算过程的实现如果是在以电子技术为基础的电子计算机上实现的,那还是可以说和电子技术扯得上一些关系。而如果不是在电子计算机上实现的(虽然现在几乎没有这样的案例,但是并不是说没有可能这样做),那就和电子技术并未关系。甚至可以这么说,在很多时候依靠计算机来处理信息的时候,即使缺乏必要的电子技术的知识背景也影响不大。

因此计算机技术的发展,实际上是在电子与信息之间“插了一杠子”。让我们去学习如何处理信息的时候是否要以学习和掌握电子技术为前提打上了一个问号。而这,也正是计算机行业从电子信息行业孕育、发展、独立到最后又开始“反噬”电子信息行业的一个过程。这也还是需要继续新开一章来掰扯的。现在这一章叫:“你是风儿我是沙”,是第一个老旧电视剧的歌词。那么下一章我看可以用现代一点的,是有时代感一点的词。不如就叫做:“三生三世,十里桃花!”

  1. @木易   

    这篇博文提到Xilinx了吗?你这留言有何典故?

    他估计是想问为什么我老不回答这篇文章埋下的伏笔:http://blog.chinaaet.com/molf/p/5100051350

  2. @nigming   

    ,然而老师并没有解释xilinx为啥让您眼前一亮,期待“三生三世,十里桃花!”

    这篇博文提到Xilinx了吗?你这留言有何典故?

  3. @lkl0305   

    老师很潮哈~~~

    《三生三世十里桃花》看两集实在看不下去了……主要是因为杨幂……

  4. @nigming   

    ,然而老师并没有解释xilinx为啥让您眼前一亮,期待“三生三世,十里桃花!”

    先等我把前奏唠叨完……

  5. 老师很潮哈~~~

  6. ,然而老师并没有解释xilinx为啥让您眼前一亮,期待“三生三世,十里桃花!”