1. 計算機：輔助人腦的好工具

計算機其實是：接受使用者輸入指令與數據， 經由中央處理器的數學與邏輯單元運算處理后，以產生或儲存成有用的信息。

1.1 計算機硬件的五大單元

計算機是由以下幾個單元所組成的，包括輸入單元、 輸出單元、CPU內部的控制單元、算數邏輯單元與主內存。

上面圖示中的『系統單元』其實指的就是計算機機殼內的主要組件，而重點在於CPU與主內存。 特別要看的是實線部分的傳輸方向，基本上數據都是流經過主內存再轉出去的！ 至於數據會流進/流出內存則是CPU所發布的控制命令！而CPU實際要處理的數據則完全來自於主內存！

1.2 CPU的種類

根據指令集的不同，CPU分為精簡指令集(RISC)與復雜指令集(CISC)系統。

• 精簡指令集(Reduced Instruction Set Computer, RISC)：

這種CPU的設計中，微指令集較為精簡，每個指令的執行時間都很短，完成的動作也很單純，指令的執行效能較佳； 但是若要做復雜的事情，就要由多個指令來完成。常見的RISC微指令集CPU主要例如升陽(Sun)公司的SPARC系列、 IBM公司的Power Architecture(包括PowerPC)系列、與ARM系列等。

• 復雜指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC)：

與RISC不同的，CISC在微指令集的每個小指令可以執行一些較低階的硬件操作，指令數目多而且復雜， 每條指令的長度并不相同。因為指令執行較為復雜所以每條指令花費的時間較長， 但每條個別指令可以處理的工作較為豐富。常見的CISC微指令集CPU主要有AMD、Intel、VIA等的x86架構的CPU。

1.3 周邊設備

最重要的周邊設備是主板！因為主板負責將所有的設備通通連接在一起，讓所有的設備能夠進行協調與溝通。 而主板上面最重要的組件就是主板芯片組！這個芯片組可以將所有的設備匯集在一起！

其他重要的設備還有：

• 儲存裝置：儲存裝置包括硬盤、軟盤、光盤、磁帶等等；
• 顯示裝置：顯示卡；
• 網絡裝置：網卡

1.4 運作流程

• CPU=大腦：每個人會作的事情都不一樣(微指令集的差異)， 但主要都是透過大腦來進行判斷與控制身體各部分的活動；
• 內存=大腦中的記錄區塊：在實際活動過程中，我們的大腦能夠將外界的互動暫時記錄起來， 提供CPU來進行判斷；
• 硬盤=大腦中的記憶區塊：將重要的數據記錄起來，以便未來將這些重要的經驗再次的使用；
• 主板=神經系統：好像人類的神經一樣，將所有重要的組件連接起來，包括手腳的活動都是大腦發布命令后， 透過神經(主板)傳導給手腳來進行活動啊！
• 各項周邊設備=人體與外界溝通的手、腳、皮膚、眼睛等：就好像手腳一般，是人體與外界互動的重要關鍵！
• 顯示卡=大腦中的影像：將來自眼睛的刺激轉成影響后在大腦中呈現，所以顯示卡所產生的數據來源也是CPU控制的。
• 電源 (Power)=心臟：所有的組件要能運作得要有足夠的電力供給才行！這電力供給就好像心臟一樣，如果心臟不夠力， 那么全身也就無法動彈的！心臟不穩定呢？那你的身體當然可能斷斷續續的～不穩定！

整個活動中最重要的就是大腦！ 而大腦當中與現在正在進行的工作有關的就是CPU與內存！任何外界的接觸都必須要由大腦中的內存記錄下來， 然后給大腦中的CPU依據這些數據進行判斷后，再發布命令給各個周邊設備！如果需要用到過去的經驗， 就得由過去的經驗(硬盤)當中讀取。

也就是說，整個人體最重要的地方就是大腦，同樣的，整部主機當中最重要的就是CPU與主內存， 而CPU的數據來源通通來自于主內存，如果要由過去的經驗來判斷事情時， 也要將經驗(硬盤)挪到目前的記憶(主內存)當中，再交由CPU來判斷。

1.5 計算機分類

如果以計算機的復雜度與運算能力進行分類的話，主要可以分為這幾類：

• 超級計算機(Supercomputer)
• 大型計算機(Mainframe Computer)
• 迷你計算機(Minicomputer)
• 工作站(Workstation)
• 微計算機(Microcomputer)

1.6 計算機上面常用的計算單位 (容量、速度等)

計算機的運算能力是由速度來決定的，而存放在計算機儲存設備當中的數據容量也是有單位的。

• 容量單位

計算機依有沒有通電來記錄信息，所以理論上它只認識 0 與 1 而已。0/1 的單位我們稱為 bit。但 bit 實在太小了， 并且在儲存數據時每份簡單的數據都會使用到 8 個 bits 的大小來記錄，因此定義出 byte 這個單位，他們的關系為：

1 Byte = 8 bits

不過同樣的，Byte 還是太小了，在較大的容量情況下，使用 byte 相當不容易判斷數據的大小，舉例來說，1000000 bytes 這樣的顯示方式你能夠看得出有幾個零嗎？所以后來就有一些常見的簡化單位表示法，例如 K 代表 1024，M 代表 1024K 等。 而這些單位在不同的進位制下有不同的數值表示，底下就列出常見的單位與進位制對應：

進位制	K	M	G	T	P
二進位	1024	1024K	1024M	1024G	1024T
十進位	1000	1000K	1000M	1000G	1000T

一般來說，容量使用的是二進位的方式，所以 1 GBytes 的檔案大小實際上為：1024x1024x1024 Bytes 這么大！ 速度單位則常使用十進位，例如 1GHz 就是 1000x1000x1000 Hz 的意思。

• 速度單位

CPU的運算速度常使用 MHz 或者是 GHz 之類的單位，這個 Hz 其實就是秒分之一。而在網絡傳輸方面，由於網絡使用的是 bit 為單位，因此網絡常使用的單位為 Mbps 是 Mbits per second，亦即是每秒多少 Mbit。