一切都是数字和电路
我们上一次大致对电脑以及编程的概念有了一些了解，编程就像是跟机器说话，告诉机器按照我们设计的流程去完成工作，而电脑 = 电子元件 + 程序 = 硬件 + 软件。 这一节就在具体说说为什么电脑除了需要硬件之外还需要软件。
这还得从电路开始说起，我跟你提到过电路可以分为2类。一种叫数字电路,它出现的比较晚是个小弟，它的大哥是一个叫模拟电路的家伙，这家伙从人类认识和使用电以来，基本都是它，比如作为能源供应驱动电机，灯泡等等。
我还提到过，电不光是一种能量，还可以是一种信息，所以模拟电路和数字电路的区别，最根本的来说就是2者电路中的信号不一样，一个电路板如果它里面的信号是数字信号，那它就是数字电路，否则就是模拟电路。
简单的来说，随处可见的自然信号都模拟信号，比如声音信号，灯光等等，模拟信号的特点就是在时间上和取值上都是连续的不间断的，如果在你学过的数轴上，随意画出来就是一条连续不间断的曲线，就是一个典型而自然的模拟信号。
数字信号就不一样了，在时间上和取值上都是不连续的。这些说起来有些难以理解，但是通过图就看出来的：
这是很简单的图，还有更复杂一些的，你能不能判断那些是模拟的那些是数字的呢？
其实关键就是看信号图是否连续，如果没有间断那就是模拟的，如果是一个一个柱子一样的东西那就是数字的。
既然模拟信号又自然应用的又早，那为什么现在主流都是数字信号呢？
其实，再上图中你就能猜出一些，原因很多，但最关键的是数字信号简单，规律性强，简单就意味着用电量少，有规律就意味着处理很传输方便，所以数字电路可以做到很小很强，我们接着图：
上图左侧是早期的计算机，硬件主要都是模拟电路，而右侧你就很熟悉了，就是普通的家用电脑，前者有几个屋子大小而后者桌上就能放，相对于体积差异它们的功能强弱才是更让人惊奇的，后者计算能力比前者要强好几百万倍都不止，即便你的手机的处理能力，也要比屋子一样的老电脑强很多很多。这就是为什么现在数字电路被广泛的使用在各个领域，电脑就是其中最典型的存在。
了解了这些之后，我们再回到主题，电脑 = 硬件 + 软件，其中硬件指的是数字电路，那么软件呢？
其实还是好回到数字也是信息的那个例子，回顾一下吧：
比如我给定一个标准电压5v，如果比5小的电压我们称之为低电压，我们用0表示，比它高就是高电压，我们用1表示。同时我们还规定，如果高电压就代表天气晴朗适合出门玩，低电压为雨天不能出门，文字描述对应到表格就是：
| 大于5V | 1 | 天气晴朗 |
|---|---|---|
| 小于5V | 0 | 阴雨天气 |
那么如果给出的是1，你一看自然就知道了：噢，今天天清气朗，是可以出去游玩，0的话就正好相反。上述就通过把电压转化成了数字信号0或1（这一步是硬件在发挥作用），从而来0表示阴雨并让1表示晴天（这个规定谁代表谁就属于软件的工作），他们共同作用就完成了表示天气的好坏的功能。
让我们在扩展一下，如果科学家发现了一种材料，它做成的电路能根据天气的好坏而发生变化，雨天低于5v，晴天就高于5v，这时候我们把这种材料做的电路放到院子里，你只用在屏幕前去看显示0或者1，就知道了天气，不用自己出去看，并且整个过程是自动化的，也就是说一旦已你第一次布置好了之后，就再也不用去干预了，你就拥有了一个能自动告诉你天气的智能设备了。
这就是软件+硬件之所以厉害的原因，它们配合起来就是自动的，智能的。
看起来也不是太难，是吧
总结一下，通过这篇文章，你对软件和硬件多了解了一些：
- 电脑里的硬件基本都是数字电路，它们可以处理数字信号
- 数字信号不是0就是1，电脑中的一切本质上都是0和1，不管是图片视屏还是游戏
- 软件的作用就是为了支持和解释硬件的，它规定01代表了什么
这还是一篇概念性的材料，看过有个印象就行了，能了解到电脑中的一切都是0101很重要，因为它就是电脑工作的基本机制。预告一下：下周，我们就要开始试试最简单的编程了。