这是一个讲给我自家孩子的故事,算是个性化的故事,比如,为了让孩子交友上注意一下,特别强调加入了一个老乡的故事。各位家长,可以根据自己的理解,讲给自己的孩子听:
未来已经来到,CPU控制一切,驱动一切的时代已经来到
今天给你讲讲爸爸读大学的故事。
在爸爸上大学前的时代,上过大学的人很少,很少人知道大学里的各个专业到底讲什么内容。所以,我们填报志愿,选专业的时候,都是乱选的。说乱选的,也不对,应该说是根据专业名字,猜想着,憧憬着选择的。
爸爸也是啊,根据自己的想象:嗯,我想做一个工程师,将来有所发明创造,这样能为国家社会做贡献,那我当然就是一个人才了,人才嘛,自然就有一定的收入,过上不错的生活了。那个时候,能考上大学的人很少,每年出生3000万人,能上大学的,大概30万吧,感觉自己大学毕业,先养活自己,应该没问题。
对未来的憧憬之外,对大学自己的专业要学什么,毕业时能达成什么样的技能或者说学识水平,确实是非常盲目的。所以,当爸爸上了大学之后,没事就泡在图书馆里研究自己这个专业,也研究相关专业的课程规划啦,学习内容啦,毕业后能干什么啦……
一个人啊,只要有心,不断地研究,不断地琢磨以一个事情,总能有一些成果和心得!爸爸也是这样的。伴随课程的进展和爸爸看了很多很多的图书之后,慢慢明白了,爸爸这个专业,号称是机械电子计算机三个专业的综合,其实,核心就一个东西,那就是任何设备中的控制电路板,关键是这个电路板上的集成电路芯片。
什么意思呢,比如我们家这台打印机吧,是非常典型的爸爸这个专业研究的东西了。打印机的功能呢,你可以想象是有一个人拿着一支笔在帮你写东西,帮你画画。这样你就好理解了。细节上,你可以认为它有两个很小的电机:一个电机呢,负责拉动这个纸张前进;另外一个电机呢,负责控制这支笔写什么内容,就是我们要打印的内容。那么,协同这两个电机工作的呢,就是打印机里的那块电路板,关键是电路板上的芯片,你已经知道了,核心是有一个CPU芯片,不断去读取要打印的数据,然后去控制和驱动两个电机完成任务。比如说:驱动“这支笔”写完一行后,命令另外一个电机拉纸多少多少毫米,然后命令“笔”电机,回到开头,准备再写一行字。
对了,其实这个电路板,长得和你玩的那些机器人设备中的电路板,没什么区别。就是下图的样子:
(插入micro:bit电路板)
当时爸爸就想了:像电机这些机电设备,都是很成熟的了,人类发明了电机,做了很多年了,已经不需要爸爸这一代人再去做过多的研究,地球上有各种型号的电机,上天入地的,功能强大而成熟。上次你问我小区里的音乐喷泉为什么能喷水,我当时说是因为水下有一个电机在驱动,你看,在水里都能工作很多年,这技术真的很成熟了,我们不用去研究了。
但在当时,电路板,特别是电路板上的芯片的,才刚刚被人类发明出来没多久,并且还在不断发展变化之中。在中国,这方面的应用,可以说刚刚起步,新产业带来的机会肯定比成熟的产业多啊,将来找工作也方便一点不是。于是,爸爸决定把大学的重点精力放在这个电路板上。
又过了一段时间的学习,爸爸发现啊,这个电路板,最后也会固化和成熟,因为就是一个主CPU,加一些外围电路,你多做几次之后,你就知道,哦,整体架构,就是这么个样子。关键是控制CPU运行的程序啊!写出什么程序,才能决定CPU干什么工作!!那么,会写程序才是关键啊。一下子,爸爸觉得自己的专业太偏硬件呢。于是,赶紧去计算机系报名,辅修了偏软的第二专业。
当然了,爸爸有这样的想法,在当时的大学生中算是有点异类的,但其实也不是爸爸一个人闷头乱想,也是看了很多书,特别是学校图书馆的一些教学研究杂志,一些科技前沿的杂志,还有一个老乡的关键点拨,让爸爸下定决心,要去计算机系辅修第二专业,完善自己的知识结构。嗯,给你讲过的,爸爸当时认为,我最好是Π字型知识结构。
除了这个老乡之外(——这个故事爸爸也给你讲过吧,也说明了交朋友的重要性——)后来计算机系的一个教授,还有我们系的一个教授,在计算机网络和系统工程方面,给了爸爸更好的启发。让爸爸认识到,未来的网络时代,各个CPU控制的设备,互相通信,互相协作,来完成一个具体的工作。如果成本合适,一定会被大规模采用的。而未来,一定是便宜的CPU电路板嵌入到万事万物之中,来帮我们人类干活。
所以你看,20多年过去了,爸爸,还有很多当时的专家的预测已经实现了。在今天,打印机之外,你看我们家里,空调,冰箱,电视机,雾霾机,音箱,洗碗机,洗衣机,这些所有的带“机”的设备,还有这些所有打上了所谓智能标签的设备,都是CPU控制的。
我们家外面,电梯,汽车,各种大型设备,里面也都含有大大小小的CPU。
爸爸今天给你讲这些,倒不是说让你将来也选这个专业,你选专业还早呢。我是想让你知道,这个世界是如何运行的,那些看起来很神秘,所谓很智能的产品,核心其实就是CPU和跑在CPU上面的程序。
另外呢,也是想和你一起憧憬未来,想象未来。未来会在爸爸20年前预测的基础上,更进一步。每一个行业都免不了被CPU变革。比如说,号称最古老的农业,爸爸预计未来的工作模式也是很高科技的:你驱动无人机去播种,然后用无人机去施肥打农药;最后驱动无人驾驶的收割机去收割麦子……你做这些事情,都是在一个大屏幕上监控,发号司令。
所以,爸爸猜想未来很多的工作,人都是坐在电脑屏幕面前,然后就像你们今天用Scratch编程一样,编写一段简单的程序,让林林总总的各种智能设备,去帮人类干活。所以,爸爸对你们现在小学都开始学计算机编程,你们这么小,学校就开设编程课程,感觉挺好的,让你们早早知道这个世界中的很多设备是如何运转的,让你们的想象力更有空间。
挺好挺好,不像爸爸,小时候读书,除了阅读,总感觉自己学的东西,和社会有点脱节。所以,爸爸从小都找来各种小发明的书看,是为了理解工业;找很多农业养殖的书来看,是为了理解农业。爷爷的书爸爸也看,是为了给自己治病,哈哈。
问题:知道了打印机的原理,你能说出来3D打印的原理不?
或者说,你见过3D打印的,你能猜想出来3D打印的原理不??
所以啊,这个暑假,爸爸满足你的心愿,送你去一个编程班长长见识。但确实不是让你一定要学成什么,而是让你先更深刻的理解,这个影响了地球最近几十年的高科技,是什么东西。
你去上课之前,爸爸先给你科普科普,解除神秘感,让你学起来轻松一点,这是爸爸的特长,毕竟爸爸,后来没有当成工程师,而是做了好多年计算机的科普工作。
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