仓颉编程入门教程基础知识（从系统级6层架构上深入分析）

华为的鸿蒙系统3.0开始对9款手机的公测，这其中就包括p50系列的3款手机，mate40系列的5款手机，和一款12.6英寸的matepad pro。这让咱手里拿着的mate30备受冷落。但我自己心里就更加期待华为的仓颉编程语言。这么屈指一算，仓颉编程语言从4月2号开始内测以来已经两个多月了。因此，我预判，鸿蒙系统3.0会跟仓颉编程语言一起来到咱们的身边。

那么在准备迎接鸿蒙系统3.0和仓颉编程语言之前，我这一期帮大家打一个坚实的基础。我相信许多朋友当说起来操作系统或者是编程语言的时候，脑子里其实是有点支离破碎，或者是一头雾水。我帮助大家从一个宏观的角度去鸟瞰，去把握和理解计算机科学体系中的坐标，让你独具一双慧眼，单单靠着你的直觉就能获得专业的视角。计算机科学包括六层架构，操作系统在第四层上，华为仓颉编程语言这样的应用级编程语言则处在第五层上。

一、万丈高楼平地起的数学

咱们先从底部开始，所谓万丈高楼平地起嘛。咱们来先看基础：信息理论。任何学科的基础都是数学，当然计算机科学也不例外。这第一层就是关于数学理论的。咱们日常用的是十进制，计算机则是由0和1构建起来的是二进制。那数学也很简单，就是关于0和1的加法。比如1加1，在十进制中是等于2，而在二进制1加1等于10，这就是所有的数学基础，也就是这么简单。

但是还有更加往上抽象的一个层面的基础，就是咱们在高中时候学习的“布尔代数”。看似不起眼的“布尔代数”研究的是机器如何思考，如何让机器来获得智能这样的问题。

布尔在1854年就解决发表一篇“研究人类的思考规律”的论文，提出了“布尔代数”，为机器如何思考打下了理论基础。

布尔当时的想法很简单。他认为人是理性的，那么人是按照理性逻辑来思考问题的。于是，如果他能把大脑思考问题的逻辑，提炼抽象出来的话，那么是不是就能用这逻辑在大脑之外去思考呢？布尔的这项雄心勃勃的构思就是人工智能的雏形。你想呀，如果把这个逻辑提炼出来用在机器机械零件上，机械零件就会开始思考。如果用在电路上，这个电路是不是也就开始思考了呢。布尔代数咱们就很熟悉了，我就在这里就不带展开，我前面有一期就专门来讲述了这个机器来如何用布尔代数来思考，大家感兴趣可以看下那一期，我在这不展开浪费时间。

二、机器从电路里开始思考

再往上第二层就是硬件，布尔他把理论抽象出来，将布尔代数应用到电路上，电路是不是也就能开始思考？哎，到了1938年，香农就首次把布尔代数应用到了电路上，于是这个电路就开始思考了。从最早的真空管到半导体晶体管（我前面那一期也专门讲过“机器如何用晶体管来思考”）然后到集成电路，再到现在这个大型的集成电路芯片。我们知道麒麟9000芯片用的Arm架构的指令集，指挥CPU工作的指令又叫机器码。比如“加法”就是用一串数字机器码00000011来表示。

然而你会发现，用机器码来指挥这个cpu或者电脑工作太麻烦了。一般人哪里能记住像前面的6个0和后面两个1来表示加减乘除的加呢。

三、从机器语言到人类语言的跃迁

正是困扰于此，科学家就此提出来编程语言。最早编程语言是汇编语言。比如前面表示加法的机器码00000011，汇编语言中将其抽象为add。然而，汇编语言也需要大量的记忆，一个指令一个指令的对应，也是太机械了。再往前一步，往上一层抽象就是系统级的编程语言：面向过程的C语言。

一门编程语言所要做的一个主要工作就是在机器和我们人类思考之间建立一座桥梁。我们是人类的思考逻辑，机器是机械式逻辑思考问题。越高级的编程语言越符合我们人类的思考逻辑，越初级的编程语言则越贴近机器的逻辑。因此，我们用高级的编程语言比如C语言，将想做的事情表达出来，它会自动转换成机器码。

我喜欢的编程发展史上的第二大古老的语言：Lisp语言。

就是直接使用我们的抽象思考的语言。比如重复地来做一件事，重复说五遍“Hello”这个单词。Lisp将重复抽象为dotimes，do是做， times是多次，dotimes反复多次做。看见没，编程语言成了我们抽象的思考工具。

当然，华为仓颉语言也是在编程语言这里，但不是系统级的编程语言，咱们后面再说

四、操作系统

当在第二层硬件之上发展出来高级的编程语言，有了系统级的编程语言比如C语言之后。大家就发现，我需要一个操作系统来处理日常的基本任务，比如文件管理，进程管理，内存管理，设备管理和用户管理等等。于是科学家着手用编程语言写操作系统。而事实上C语言在1969年的发明，也正是为了移植与开发UNIX操作系统。C语言的设计者丹尼斯·里奇同时也是Unix操作系统的发明人。到了1991年Linus用C语言写了Linux内核，也是目前安卓和鸿蒙系统的内核。

华为的EROFS超级文件系统并入Linux内核之后，无论是Linux还是安卓都打上了20%的华为烙印。

五，五彩缤纷的应用层

操作系统再往上一层就是我们日常的应用。比如听歌、看视频等apps就是在操作系统之上。这也好理解，先有了操作系统，才有我们的各种应用。由此也能理解，为什么像鸿蒙系统3.0如此重要，因为应用程序要运行在上面。这些应用程序就是用华为仓颉编程语言等应用级编程语言开发的。不过，目前咱们手机上的应用程序都是用Java开发。未来鸿蒙系统将会使用自研的仓颉语言开发鸿蒙应用。

六、沟通互联层

应用程序的主要功能之一是沟通和交流。我们用Email发邮件，用通讯视频聊天，而Web应用技术构建起来当前的互联网信息大厦。

好了，我们总结一下。计算机科学的六层架构。

第1层是信息理论，研究如何在大脑之外实现思考，布尔代数是人工智能的雏形。第2层是硬件，布尔代数应用到电路上，晶体管开始思考，将数以亿计的晶体管雕刻到集成电路CPU中，CPU的机器码指挥计算机工作。第3层编程语言，从枯燥难记的机器码里发展出来汇编语言，再到系统级的C语言，构建起来人类思考与机器逻辑之间桥梁。第4层操作系统，C语言不是凭空而来，是为了开发Unix操作系统而发明，而操作系统是计算机里最大的软件。第5层应用软件，日常所有的apps都运行在操作系统之上。仓颉编程语言是给鸿蒙系统开发应用程序的专属开发语言。第六层沟通互联，就是我们目前的互联网技术，在网络里看书、听音乐，点一份外卖等等。