0.1计算机：辅助人脑的好工具

1. 计算机：辅助人脑的好工具

计算机其实是：接受使用者输入指令与数据， 经由中央处理器的数学与逻辑单元运算处理后，以产生或储存成有用的信息。

1.1 计算机硬件的五大单元

计算机是由以下几个单元所组成的，包括输入单元、 输出单元、CPU内部的控制单元、算数逻辑单元与主内存。

上面图示中的『系统单元』其实指的就是计算机机壳内的主要组件，而重点在於CPU与主内存。 特别要看的是实线部分的传输方向，基本上数据都是流经过主内存再转出去的！ 至於数据会流进/流出内存则是CPU所发布的控制命令！而CPU实际要处理的数据则完全来自於主内存！

1.2 CPU的种类

根据指令集的不同，CPU分为精简指令集(RISC)与复杂指令集(CISC)系统。

• 精简指令集(Reduced Instruction Set Computer, RISC)：

这种CPU的设计中，微指令集较为精简，每个指令的执行时间都很短，完成的动作也很单纯，指令的执行效能较佳； 但是若要做复杂的事情，就要由多个指令来完成。常见的RISC微指令集CPU主要例如升阳(Sun)公司的SPARC系列、 IBM公司的Power Architecture(包括PowerPC)系列、与ARM系列等。

• 复杂指令集(Complex Instruction Set Computer, CISC)：

与RISC不同的，CISC在微指令集的每个小指令可以执行一些较低阶的硬件操作，指令数目多而且复杂， 每条指令的长度并不相同。因为指令执行较为复杂所以每条指令花费的时间较长， 但每条个别指令可以处理的工作较为丰富。常见的CISC微指令集CPU主要有AMD、Intel、VIA等的x86架构的CPU。

1.3 周边设备

最重要的周边设备是主板！因为主板负责将所有的设备通通连接在一起，让所有的设备能够进行协调与沟通。 而主板上面最重要的组件就是主板芯片组！这个芯片组可以将所有的设备汇集在一起！

其他重要的设备还有：

• 储存装置：储存装置包括硬盘、软盘、光盘、磁带等等；
• 显示装置：显示卡；
• 网络装置：网卡

1.4 运作流程

• CPU=大脑：每个人会作的事情都不一样(微指令集的差异)， 但主要都是透过大脑来进行判断与控制身体各部分的活动；
• 内存=大脑中的记录区块：在实际活动过程中，我们的大脑能够将外界的互动暂时记录起来， 提供CPU来进行判断；
• 硬盘=大脑中的记忆区块：将重要的数据记录起来，以便未来将这些重要的经验再次的使用；
• 主板=神经系统：好像人类的神经一样，将所有重要的组件连接起来，包括手脚的活动都是大脑发布命令后， 透过神经(主板)传导给手脚来进行活动啊！
• 各项周边设备=人体与外界沟通的手、脚、皮肤、眼睛等：就好像手脚一般，是人体与外界互动的重要关键！
• 显示卡=大脑中的影像：将来自眼睛的刺激转成影响后在大脑中呈现，所以显示卡所产生的数据来源也是CPU控制的。
• 电源 (Power)=心脏：所有的组件要能运作得要有足够的电力供给才行！这电力供给就好像心脏一样，如果心脏不够力， 那么全身也就无法动弹的！心脏不稳定呢？那你的身体当然可能断断续续的～不稳定！

整个活动中最重要的就是大脑！ 而大脑当中与现在正在进行的工作有关的就是CPU与内存！任何外界的接触都必须要由大脑中的内存记录下来， 然后给大脑中的CPU依据这些数据进行判断后，再发布命令给各个周边设备！如果需要用到过去的经验， 就得由过去的经验(硬盘)当中读取。

也就是说，整个人体最重要的地方就是大脑，同样的，整部主机当中最重要的就是CPU与主内存， 而CPU的数据来源通通来自于主内存，如果要由过去的经验来判断事情时， 也要将经验(硬盘)挪到目前的记忆(主内存)当中，再交由CPU来判断。

1.5 计算机分类

如果以计算机的复杂度与运算能力进行分类的话，主要可以分为这几类：

• 超级计算机(Supercomputer)
• 大型计算机(Mainframe Computer)
• 迷你计算机(Minicomputer)
• 工作站(Workstation)
• 微计算机(Microcomputer)

1.6 计算机上面常用的计算单位 (容量、速度等)

计算机的运算能力是由速度来决定的，而存放在计算机储存设备当中的数据容量也是有单位的。

• 容量单位

计算机依有没有通电来记录信息，所以理论上它只认识 0 与 1 而已。0/1 的单位我们称为 bit。但 bit 实在太小了， 并且在储存数据时每份简单的数据都会使用到 8 个 bits 的大小来记录，因此定义出 byte 这个单位，他们的关系为：

1 Byte = 8 bits

不过同样的，Byte 还是太小了，在较大的容量情况下，使用 byte 相当不容易判断数据的大小，举例来说，1000000 bytes 这样的显示方式你能够看得出有几个零吗？所以后来就有一些常见的简化单位表示法，例如 K 代表 1024，M 代表 1024K 等。 而这些单位在不同的进位制下有不同的数值表示，底下就列出常见的单位与进位制对应：

进位制	K	M	G	T	P
二进位	1024	1024K	1024M	1024G	1024T
十进位	1000	1000K	1000M	1000G	1000T

一般来说，容量使用的是二进位的方式，所以 1 GBytes 的档案大小实际上为：1024x1024x1024 Bytes 这么大！ 速度单位则常使用十进位，例如 1GHz 就是 1000x1000x1000 Hz 的意思。

• 速度单位

CPU的运算速度常使用 MHz 或者是 GHz 之类的单位，这个 Hz 其实就是秒分之一。而在网络传输方面，由於网络使用的是 bit 为单位，因此网络常使用的单位为 Mbps 是 Mbits per second，亦即是每秒多少 Mbit。