0.1 计算机：辅助人脑的好工具
计算机：接收用户输入指令与数据，经过中央处理器的数据与逻辑单元运算处理后，以产生或存储成有用的信息。
根据这个定义，包括一般商店用的简易型加减乘除计算机、打电话用的手机、开车用的卫星定位系统（GPS）、提款用的提款机（ATM）、常用的桌面型计算机、可携带的笔记本电脑，还有Eee PC（或称netbook、上网本）等，这些都是计算机。
0.1.1 计算机硬件的五大单元
依外观来说，计算机主要分为三部分
- 输入单元
包括键盘、鼠标、卡片阅读机、扫描仪、手写板、触摸屏幕等 - 中央处理器（CPU）
含有算数逻辑、控制、记忆等单元 - 输出单元
屏幕、打印机等
整台主机的重点在于中央处理器（Central Processing Unit, CPU）, CPU为一个具有特定功能的芯片，里头含有微指令集。
CPU的工作主要在于管理与运算，因此CPU内有可分为两个主要单元，分别是算术逻辑单元与控制单元。
算数逻辑单元 主要负责程序运算与逻辑判断；
控制单元 主要协调各组件与各单元间的工作。
CPU读取的数据都是从内存读取来的。 内存内的数据从输入单元传输进来，CPU处理完毕的数据也必须要先写回内存中，最后数据才从内存传输到输出单元。
综上所述，计算机由五大部分组成：输入单元、输出单元、CPU内部的控制单元、算数逻辑单元与内存。
如图所示，系统单元其实指的就是计算机主机内的主要组件，而重点在于CPU与内存。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内存再转出去。
0.1.2 CPU种类
根据指令集的设计理念，CPU种类主要分为：
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精简指令集 Reduced Instruction Set Computing, RISC
微指令集较为精简，每个指令的执行时间都很短，完成的操作也很单纯，指令的执行性能较佳；
但是做复杂的事情，就要由多个指令来完成。
常见的RISC微指令集CPU主要有 Sun公司的SPARC系列、IBM公司的Power Architecture(包括PowerPC)系列与ARM Holdings的ARM系列等。
SPARC架构：
常用于学术领域的大型工作站中，包括银行金融体系的主要服务器也都有这类的计算机架构；
PowerPC架构：
例如Sony出产的Play Station 3（PS3）就是使用PowerPC架构的Cell处理器；
ARM架构 - 目前世界上使用范围最广的CPU架构
日常使用的各品牌手机、PDA、导航系统、网络设备（交换机、路由器）等，几乎都是使用ARM架构的CPU。
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复杂指令集 Complex Instruction Set Computer, CISC
与RISC不同，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，而且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爱护要有AMD、Intel、VIA等x86架构的CPU。
由于AMD、Intel、VIA所开发出来的x86架构CPU被大量使用于个人电脑（Personal computer）用途上面， 因此，个人电脑常被称为x86架构的电脑！
- 为何称为x86架构呢？**
这是因为最早的那颗Intel发展出来的CPU代号称为8086，后来依此架构又开发出80286, 80386...， 因此这种架构的CPU就被称为x86架构了。- 在2003年以前由Intel所开发的x86架构CPU由8位升级到16、32位，后来AMD依此架构修改新一代的CPU为64位， 为了区别两者的差异，因此64位的个人电脑CPU又被统称为x86_64的架构！
- 所谓的位指的是CPU一次数据读取的最大量！64位CPU代表CPU一次可以读写64bits这么多的数据，32位CPU则是CPU一次只能读取32位的意思。 因为CPU读取数据量有限制，因此能够从内存中读写的数据也就有所限制。所以，一般32位的CPU所能读写的最大数据量，大概就是4GB左右。
- 那么不同的x86架构的CPU有什么差异呢？
除了CPU的整体结构（如第二层高速缓存、每次运行可执行的指令数等）之外， 主要是在于微指令集的不同。
新的x86的CPU大多含有很先进的微指令集， 这些微指令集可以加速多媒体程序的运行，也能够加强虚拟化的性能，而且某些微指令集更能够增加能源效率， 让CPU耗电量降低呢！
由于电费越来越高，购买电脑时，除了整体的性能之外， 节能省电的CPU特色也可以考虑喔！
0.1.3 接口设备
除了 输入/输出设备 以及 CPU 与 内存之外，最重要的接口设备是主板！
主板负责将所有设备连接在一起，让所有设备能够进行协调与通信。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：
存储设备 硬盘、软盘、光盘、磁带等；
显示设备 显卡，它与显示的精度、色彩与分辨率都有关系；
网络设备 网卡；
0.1.4 运作流程
- CPU - 大脑
- 内存 - 大脑中的记录区块
- 硬盘 - 大脑中的记忆区块
- 主板 - 神经系统
- 各项接口设备 - 人体与外界通信的手、脚、皮肤、眼睛等
- 显卡 - 脑袋中的影像
- 电源 - 心脏
0.1.5 计算机分类
计算机的分类非常多，以计算机的复杂度与运算能力进行分类：
- 超级计算机 Supercomputer
超级计算机是运行速度最快的计算机，但是维护、操作费用也最高。主要用于国防军事、气象预测、太空科技、模拟领域等需要高速计算的项目中。 - 大型计算机 Mainframe Computer
大型计算机通常具有数个高速的CPU，功能上不及超级计算机，但也用于处理大型数据与复杂的运算。例如大型企业的主机、全国性证券交易所等每天需要处理数百万笔数据的企业机构，或是大型企业的数据库服务器等。 - 迷你计算机 Minicomputer
迷你计算机保有大型计算机同时支持多用户的特性，但是主机可以放在一般作业场所，不像前两个大型计算机需要特殊的空调场所。通常用来作为科学研究、工程分析与工厂的流程管理等。 - 工作站 Workstation
针对特殊用途而设计的计算机。在个人计算机的性能还没有提升到目前的状况之前，工作站计算机的性价比是所有计算机中较佳的，因此在学术研究与工程分析方面相当常见。 - 微电脑 Microcomputer
微电脑又称个人计算机，体积小、价格低，但功能还是五脏俱全。大致又可分为桌上型电脑、笔记本电脑等。
若光以性能来说，目前的个人计算机性能已经够快了，甚至比工作站等级以上的计算机运算速度还要块。但是工作站计算机强调的是稳定不死机，并且运算过程要完全正确，因此工作站以上等级的计算机在设计时的考虑与个人计算机并不相同！
0.1.6 计算机常用的计算单位（大小、速度等）
计算机的运算能力由速度来决定，而存放在计算机存储设备当中的数据大小也是有单位的。
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大小单位
计算机依据有没有通电来记录信息， 理论上它只认识0与1。 0/1的单位成为bit。
1Byte = 8bit
| 进制位 | K | M | G | T | P |
|---|---|---|---|---|---|
| 二进制 | 1024 | 1024K | 1024M | 1024G | 1024T |
| 十进制 | 1000 | 1000K | 1000M | 1000G | 1000T |
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速度单位
CPU的运算速度常使用GHz之类的单位，这个Hz其实就是秒分之一。
网络传输方面，由于网络使用的是bit为单位，因此网络常使用的单位为Mbit/s,即每秒多少Mbit。
日常的8M/1M ADSL传输速度，如果转成文件容量的Byte时，其实理论最大传输值为：1MB/s 125KB/s的上传 下载速度。
一般硬盘制造商会使用十进制单位，所以500GB代表 500x1000x1000x1000B, 按1024转换，就成了466GB左右的空间。
