原始人都能听懂的编程课（1）——要当爸爸的小王是如何发明二进制的

警告：计算机科班出身的程序员禁止进入！

自从写了上一篇文章以后，一直没有进一步的动作。这些天我一直在思考，我希望自己能做一个课程，这个课程能够给下面这些人提供帮助。
1、非科班出身的绝对小白。希望找到一条路进入编程行业。
2、it行业的其他非编程人员，你或许每天与神秘的程序员打交道，但是却无法了解他们。对他们的神秘咒语——“这个需求实现不了”，完全没有抵抗能力。那么，这系列文章帮你了解编程到底是怎么回事。
今天，我们先来了解一个最简单的问题：

计算机到底是如何工作的？

计算机是由软件和硬件组成的。
硬件就是我们的电脑、手机，这一堆能够摸得着的有实物存在的东西。
而软件呢，你在计算机或者手机屏幕里看到的一切都是软件。
操作系统是软件，office是软件，订餐的app是软件，网站是软件，游戏是软件，播放视频的播放器也是软件。
软件是由程序组成的，而程序是整个电子世界的灵魂。
那么程序到底是如何运转的呢？
程序这东西，说起来很神秘，但实质就是一个文件，一个可执行的文件。
通俗上来说，我们把文件分为两种，一种叫文本文件，一种叫可执行文件。
文本文件，顾名思义，就是文件本身是文本形式，比如咱们常见的TXT文件就是文本文件，我们人能够查看能够读懂。
而可执行文件，基本上是没有办法直接读懂的。不信你用你的记事本打开一个mp4文件试一下。
当然不管是文本文件还是可执行文件，本质上都是二进制文件。因为计算机跟我们人不一样，它只能读懂二进制文件。

什么是二进制？

说起二进制，大家可能觉得很神秘。但是我要说，这其实没什么神秘的。
如果当初由你来发明计算机，你也一定能做出二进制的东西。
不信你跟着我来。
现在我们找一个原始人来解决这个问题。
假设我们有一个原始人叫做小王。
小王现在遇到一个问题。
他老婆晚上要生了但是部落大首领让他晚上去对面山头站岗，防止野生动物半夜猫过来。
小王虽然不情愿，但是领导让加班，还是不得不去的。因为这是福报。
所以，临走之前，他和自己妈说，要是孩子生了，你就告诉我一声。
可是这大晚上的，月黑风高，隔得又远，既看不见，又听不见，怎么告诉你呢。
小王找来找去，哎——家里有一个火把。于是跟他说，要是生了，你就把火把点亮就行了。
几十万年以后，小王的智慧被计算机科学家发扬光大了。
我们把小王的问题稍微抽象一下，就是：
如何用一个火把，来表示两个数字。

生了是1，没生是0。
用火把点亮表示1，用火把没点亮表示0。
问题解决了。

那如果小王希望知道到底生了几个该怎么办呢？是生了一个，两个，还是三个（小王老婆肚子大，很多人说有可能是三胞胎）。
一个火把显然解决不了问题了，但只需要再加一个火把，我们就能很方便的表示四个数字了。
两个火把全灭就是0；
第一个灭，第二个亮表示1；
第一个亮第二个灭表示2；
两个全亮表示3。
看，是不是完美解决了问题。

然后我们再扩展一下，3个火把是不是就可以表示8个数字？

4个火把是不是就可以表示16个数字？
5个火把是不是就可以表示32个数字？
6个火把是不是就可以表示64个数字？
是的，小王因为生孩子的问题，一下子茅塞顿开。第二天就向大首领建言，在山头架上六个火把，这样就可以每天汇报山下野牛群有多少野牛可以抓了。
然后我们把火把的亮灭换成0和1，用灭表示0，用亮表示1，下面这一串数字是不是有点眼熟？

是的，二进制产生了。
几十万年以后，计算机科学家解决问题的方法和小王是一样的。
因为计算机作为电子产品，状态只有两个，有电和没电。
有电代表1，没电代表0。
所以我们就可以用一串1和0代表世界上任意一个数字。

那么除了数字之外，我们是不是还可以用来表示文字呢？
当然可以了，我们只需要规定，一个数字代表一个文字就行了。
英语26个字母，就算加上大小写，52个数字足够了对不对？汉字虽然多一点，但也不过就是字库大一点而已。
所以，到这儿我们就可以得出结论了。
二进制可以记录和表示世界上任何一个概念。
好，解决了二进制的问题，我们接下来来看另外一个问题。

计算机语言如何执行

既然计算机只认识二进制的，那么，我们人类编写的程序语言，是怎么在计算机上执行的呢？

我们还是来看看原始人小王是怎么解决这个问题的吧。
小王的六个火把计划被大首领采纳了。
大首领在山上竖起六个火把，打算给全部落的人传递野牛群的数量。
但是很快就发现，这个PPT演示起来很丰满，执行起来很骨感。
为什么？
最大的问题就是谁能记住什么数量对应怎么点火把啊。
比如今天山下有31头野牛，谁能告诉我该点多少火把，怎么个点法？
大首领一看急了，限令时间，由小王来给大家培训，每个人都必须记住计算方法。
领导的话谁敢不听啊，996也是福报啊。
于是所有部落的人牺牲睡眠时间，啃硬骨头，把算法都给学会了。看见野牛数，咔咔咔咔咔咔一通算，就知道该点几根火把了。
是的，你没看错，最初的计算机语言就是这样的。既然计算机只能读懂二进制的东西，那咱就写二进制的东西给他看。
但是你想一想就知道这东西有多折磨人了。今天在山下看见31头野牛，我咔咔咔咔咔咔一通算，终于算出来了，回头一看，野牛已经跑光了。
所以，这法子不行啊，为了更好的完成部落的信息化建设工作，小王同学必须另辟蹊径啊。
于是小王同学冥思苦想，终于想出一个大力出奇迹的办法。
找两个人，什么事情也不干，专门负责点火。
你也不用去打猎了，你就给我把换算规则背过。给你数量，马上知道点多少火，看见火把，马上知道多少数量。
这解决方案一出来，事情终于简单了。
不管是谁负责找猎物，只要看到了，马上告诉这个人，这个人一听数量，马上就知道该怎么点火，然后就把火炬点起来。找猎物的人专心负责找猎物就行了。
完美。
是的，我们复盘一下小王的解决方案，其实就是找了一个专门的翻译。负责把人类能听懂的数字翻译成二进制，再去点火。
计算机科学家最终的解决方案和这个是一样一样的。
计算机里加一个专门的模块，负责把源代码翻译成机器语言，这样计算机就可以识别了。
而编写程序的人再也不用和01打交道了，他只需要写一些类似英文的程序代码就可以了。
比如if…else…就可以解决“如果怎么样，否则怎么样”的逻辑判断问题。
看下图，源代码需要经过翻译层，翻译成机器语言，计算机才能执行。

这种编程语言，我们现在把它称之为高级语言。

是的，你现在能听到的几乎所有编程语言，都是高级语言。从上古时代的C，到人到中年的JAVA、PHP、C#，再到后起之秀python、go等等。
当然，根据翻译方式的不同，这些语言其实还可以分成两类。
这儿再举个例子，就比较好理解了。假设你要去见一个国外客户，你不懂他们的语言。这时候你找了一个翻译。但是如何把你要说的话都传递给客户，你有两种方式。
一种是你先把所有的话都写好稿子，然后翻译把它翻译完，直接把翻译好的东西给客户看。
还有一种是你见客户的时候带着翻译去，你说一句，翻译给你翻译一句。
是的，对应计算机，就是下面这张图。

第一个是先编译再执行，叫编译型语言，典型代表是java，第二个是边解释边执行，叫解释型语言，典型代表是php。
两种类型的语言各有各的优势，编译型语言因为先编译后执行，所以执行效率更高一些，但是灵活度稍逊。解释型语言灵活度更好，但是效率上稍微差一点。但随着计算机语言的发展，目前这两种语言也在互相学习，差异正变得越来越小。

好了，篇幅问题，今天就先说到这里。这是一个系列课程的第一篇，如果你有兴趣，可以关注我的公众号——全栈工程师养成，下次我们讲一讲一个大型的项目到底是如何工作的。