解码AI时代的“母语”，从0和1开始

硅基生物进化论 : 从0 和1 开始

张闽 著

北京：科学出版社，2026.1

ISBN 978-7-03-084254-1

当下最火的话题是什么？ ChatGPT 、 AI 编程、自动驾驶、机器人等，我们每天都在用电脑、手机和各种智能设备，却很少有人真正搞明白计算机底层是如何运作的。从 0 和 1 开始，亲手搓一台 CPU 和小型计算机，其实远比你想象的简单，任何一个普通人（只要你会加减乘除计算就行），就能理解底层计算机的运行原理。开篇我先提几个问题，且这些问题都可以在书中找到答案：

① 一台计算机，到底是怎么动起来的？

② 屏幕背后那一串串 0 和 1 信号究竟在做什么？

③ CPU 、寄存器、指令集，和我这种普通人有什么关系？

④ 为什么我们需要编译器？

⑤ 操作系统在计算机中的角色是什么？

⑥ 物理世界如何和计算机交互对话的？

很多人一提“计算机原理”，脑子里立刻浮现出：晦涩公式、密密麻麻的电路图、半懂不懂的名词堆叠……。于是，本该点燃好奇心的第一堂课，常常成了“劝退大会”。 而这本书，想做 的正是相反的一件事：把“ CPU 和计算机是怎么工作的”这件事，讲成任何人都能看懂、还能照着做一遍的实战旅程。这就是《硅基生物进化论：从 0 和 1 开始》。

░ 本书不讲公式，它有两个关键特点

1.从物理世界走进计算机世界

这本书一开始，不会上来就甩给你“冯·诺依曼结构”“存储程序”这些大词，而是从你熟悉的现实物理世界出发：

① 轻松了解人类为什么需要计算机，以及卡通图示计算的组成部分？

② 计算机历史如何从机械演变到电子？

③ “电平高 / 低”和“ 0/1 ”以及比特之间，到底是什么关系？

④ 什么是逻辑门，它如何构成 CPU 以及整个计算机的？

以上这些问题，在书中都有生活类比例子帮助你轻松理解。

2.计算机世界是抽象的，本书把抽象概念，拆成看得见、摸得着的小积木

本书不要求你有任何高级的数学或者电子基础：

① 不用推公式！

② 不用记复杂电路 !

③ 只要会加减乘除、愿意动动手，就能跟上节奏 !

全书用了大量插图、类比、故事，把“比特 、逻辑门、寄存器、总线、 ALU 、指令集”这些听起来像论文的东西，变成一个个小故事、小模块，让你慢慢建立起计算机抽象世界的直觉感。

░ 本书不是“讲 CPU ”，而是带你“造 CPU ”

这不是一本纸上谈兵，且“读完就完”的书，而是一部持续推动你动手的“实战教程”。在第二部分“手搓一台计算机中”，你将经历一段完整而刺激的旅程：

① 用 Multisim 、 LogicCircuit 等仿真软件，从最基础的与门、或门、非门开始；

② 一步步搭出译码器、寄存器、 RAM 、 ALU （算术逻辑单元）；

③ 再往上，把时钟、步进器、指令寄存器、程序计数器等组装起来称为一颗小 CPU ；

④ 加上键盘和显示器构成一台可运行指令的小计算机。

⑤ 最终，执行你自己设计的指令集。

也就是说，你不是在看别人讲 CPU ，而是在仿真软件里，亲手孵化出一颗 CPU ，再拼出一 个能跑程序的小型计算机。

░ 这不仅仅是一本书，还有高效学习伴侣

1. 书中所有电路、指令集与编译器源码，都会同步到 GitHub ：

① 仿真文件

② 编译器源代码

③ 配套示例

你可以照着构建，也可以自由修改，甚至能写小游戏、分享 Demo 、发布 B 站视频展示你的“小 CPU 成果”。

2.B站辅助视频：

从 0 和 1 开始之书籍资源分享

从 0 和 1 开始之控制模块分析

从 0 和 1 开始之 ALU 功能简介

从 0 和 1 开始之如何使用 LogicCircuit 的 RAM 组件

从 0 和 1 开始之 CPU 实际内部门电路门

░ 全书分为四大部分，打通完整知识链路：

1.第一部分 ：

计算机基本结构、比特与进制、二进制的世界观。

2.第二部分 ：

逻辑门、电路仿真、寄存器、 ALU 、 CPU 控制模块，一路手搓出一台能跑指令的小计算机。

3.第三部分 ：

编译器、启动程序、操作系统， 带你理解从写代码到程序能跑的全流程。介绍物理世界与计算机抽象世界的桥梁，即数字与模拟转换等。

4.第四部分 ：

精选了一些关于计算机 CPU 的面试题， 帮你看看——大厂面试到底在考什么。

从晶体管层的“ 0 和 1 ”，到抽象程序世界，再到与现实物理世界交互，你会把零散的知识点串成一条完整、清晰的认知主线。

░ 读完这本书，会收获什么？

✔ 不再害怕计算机原理这五个字，以及 CPU ，计算机是如何工作的。

你会真正搞懂计算机为什么是用 0 和 1 工作的？ CPU 在干活时，到底在做什么？

✔ 看代码不再是“黑魔法”

你会明白一行行代码是如何一步步被翻译成指令、被 CPU 执行的。

✔ 面对 AI ，不再只是“用工具的人”

知道什么能让 AI 做、什么必须自己判断、如何验证结果。

✔ 为后续自学打下硬底子

无论你之后想学：

① C 语言 / 汇编

② 嵌入式 / 单片机

③ FPGA / RISC-V

④ 操作系统 / Linux 内核

这本书都是你强大且稳固的地基。

░ 谁适合读这本书？

✔ 零基础、但对电脑和 AI 很好奇的学生

初高中、大学非 CS 专业、理工科 / 文科都可以；

✔ 在 IT / 互联网 / 智能硬件领域工作的职场人

想补上“底层原理课”，把碎片化知识系统化；

✔ 准备转行到计算机、 AI 相关岗位的学习者

想看清“这行到底在做什么”，再决定要不要继续卷下去；

✔ 给孩子 / 学生找一套“真正有趣的计算机启蒙”读物的家长和老师

这本书不需要你一上来就会写代码、焊电路、看论文；你只需要有一点点好奇心，愿意跟着书中的任务一步步走下去，就足够了。

░ 它不是一本孤立的书，而是一整套“硅基生物进化论”

《从 0 和 1 开始》只是“硅基生物进化论”系列的第一册。后续还将陆续推出（以书名下待 定）：

简单说：这一整套书的终极目标只有一个让你具备胜任市场上 90% 计算机与 IT 岗位的底层能力。它会带你从看不懂计算机，一路走到能亲手做出一台属于自己的硅基小生命。为你未来进军任何计算机或 AI 行业打下坚实、必不可少的基础——不论你想成为程序员、工程师，还是走向技术管理岗位，它都能成为你的底层宝典。更重要的是，每一本书都配备作者亲自设计的硬件与实操任务，理论 + 电路 + 动手三位一体学习。配合 B 站视频，照着做，不久你就能胜任作者曾经做过的任何工作。

░ 最后，聊聊作者

作者张闽，既不是名校光环，也不是“论文大牛”，初 三数学 25 分，英文 28 分，他只是一个一路从普通本科、一路摸爬滚打到亚马逊，又跑回来认真写书、拍视频的工程师。他在前言里写得很实在：

我在给你们写书的同时，也是在偷偷复习。

希望等我们一起啃完这些比特、二进制、逻辑门之后，大家都能意识到：基础真的很重要。

如果你也觉得光会用 AI 还不够，想真正搞明白“计算机这玩意儿到底是怎么一回事”，那不妨从这本 《硅基生物进化论：从 0 和 1 开始》 开始，和一群同样好奇的“硅基生物候选人”一起， 从0 和1 发车。

（本文编辑：刘四旦）

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