『普林斯頓最熱門的電腦通識課』硬體

更新 發佈閱讀 6 分鐘

去年在一次偶然的機會重組桌機,我已經好多年沒自己組過電腦,這才發現現在組電腦比 20 年前更簡單,內部的元件更精簡,然後排線都已經標準化,光碟機、硬碟機或軟碟機等,都已經退出主流,取而代之的是 SSD 跟 USB 外接裝置及網路等,顯示卡如果不追求效能,直接用CPU 內建的 GPU 也非常足夠,不需要獨立顯卡。


因此,機殼裡面要組裝的東西就只剩主機板、記憶體、CPU 及 SSD,也可以說現代的主機板已經囊括太多功能,讓組裝電腦變成只要會裝拆就可以,一切都是標準化動作。


甚至有的機殼還有免用螺絲起子拆拔,以及主機板上非常人性化的防呆功能,現在組裝電腦幾乎是不用專業知識就能自己動手 DIY


講這麼多,其實只是印證書中所講的,電腦的「邏輯架構」都沒甚麼改變,是它實際呈現的硬體樣式或模式改變了,變的更精簡更方便使用。


可攜式的儲存裝置,從軟碟機到光碟機,再到 USB 外接隨身碟,然後現在是直接連上網路存在雲端硬碟。


硬體越來越簡化,但使用者的習慣從以前都現在,似乎都沒甚麼太大變化;一樣是點選磁碟槽存取檔案,在使用上認定它就是個儲存槽,不管實體裝置有多大的不同,反正操作方式跟目的都是一樣的,這就是「抽象化」的好處。


至於 CPU 跟 記憶體的速度跟架構也是一日千里,只不過在一般使用者的認知上,也就只是處理速度越來越快,不會太在意平行處理、多核處理或多執行緒等這些不同架構而產生的影響。


只要知道現在 CPU 有內顯,如果不玩遊戲或是特殊應用,基本上是不用買獨立顯卡,少花一筆錢。


網絡效應」在社群軟體、通訊軟體或影音平台最為明顯,越多人用 YouTube、 LineFB 或 IG,吸引力或效用就越大,不得不說 Line 在台灣的普及率真的是太高了,得益於智慧型手機及平板的發展,現在連我爸媽這種以前不碰電腦的人,現也是 Line 大軍的其中一員;我爸還很愛到 YouTube 上去找教學影片來看,這已經是他們連結世界的「重要通道」。


至於講到「邏輯閘」,雖然常說數位世界,但因為大多數人都是使用者,其實對於底層的技術不用太了解,會碰到或用到邏輯閘這個觀念的人,不是學生就是這專業的相關工作者。


手機的「邏輯架構」真的跟電腦越來越像,或者是說根本一模一樣;現在 Window 11 已經有在 ARM 上面執行的版本,以後電腦跟其它嵌入式裝置的邊界會更模糊;當小小一片樹莓派 4 的效能已經超過 10 年前的電腦時,就可以預知這個世界未來會有更多的計算裝置或說微型電腦,圍繞在生活周遭。


科技的進步現在連台灣「中老年人」都非常有感,透過這些通道「拓展自己的世界」,這在 20 年前真的難以想像。


本章節重點摘要如下:

  • 硬體是電腦運算中實體、有形的部分:你看得到、觸碰得到的器材與設備。
  • 數十年來,電腦運算系統的「邏輯架構」大致不變,而硬體已經有了驚人程度的變化。
  • 由兩個觀點來看電腦:
  1. 邏輯或功能性組織;有哪些部件,它們做什麼以及它們如何連結。.
  2. 實體結構;部件的模樣如何,它們是如何製造的。
  • 個人電腦比麥金塔電腦便宜的原因是較多供應商激烈競爭的結果。各式各樣硬體附加元件,更多的軟體及更多的專門知識與技術,都更容易取得。
  • 經濟學家稱這為「網絡效應 (network effect)」的一個例子:越多其他人使用某個東西,這東西就變得對你更有效用,其效用與使用者人數成「正比」。
  • 手機有類似電腦的網絡效應,而且現在的智慧型手機跟執行電腦運算的硬體很相似。
電腦的邏輯或功能性架構包含:處理器(processor)、主記憶體(primary memory)、輔助儲存器(secondary storage),以及其他元件,全部都由一個名為匯流排 (bus)的線路連結,這些線路在它們之間傳輸資訊。
  • 手機或平板電腦有類似的架構,只不過滑鼠、鍵盤及顯示器結合成一個元件 → 「觸控螢幕」,還有電腦沒有的元件,如「羅盤」、「加速規」及判讀實體位置的 「GPS 接收器」。
  • 從 1940 年代起,這個基本的邏輯架構 → 一個處理器、儲存指令與資料的記憶體及儲存器,以及輸入與輸出器材,被稱為「馮紐曼架構 (Von Neumann architecture)」。
  • 處理器→中央處理器(central processing unit, CPU),電腦的大腦。
  • 主記憶體→隨機存取記憶體(random access memory, RAM),依電性記憶體,關閉電源內容就消失。
  • 輔助儲存器→磁碟(disk 或 drive),非依電性記憶體,分為硬碟(hard disk/hard drive, HD)及固態硬碟(solid state drive, SSD)。
  • 這些反映的是不同的「實體布局 (physical implementation)」。
  • 磁碟機是「邏輯結構 (logical structure)」與「實體布局」之間有所差異的一個好例子。
Windows上的 File Explorer 或 MacOS 上的 Finder 等程式,把一個磁碟機的內容展示成資料夾與檔案層級結構形式 (hierarchy of folders and files);但實際上,資料可以儲存於旋轉式機械裝置(硬碟)、無移動元件的積體電路(SSD),或其他完全不同的裝置上。
磁碟本身的「硬體」和作業系統的「軟體」合稱「檔案系統 (file system)」。
  • 在電腦運算領域,「抽象化」是一個很普遍的概念:「實作細節被隱藏起來」,在檔案系統中,不論實體所採用的技術有多不同 (HD vs. SSD),都是以資料夾與檔案的層級結構形式把內容呈現給使用者。
  • 電腦裡的電子電路是由大量的基本元素建構而成,這其中最重要的是「邏輯閘 (logic gate)」,邏輯閘根據一或二個輸入值,運算出一個輸出值;它使用電壓或電流之類的「輸入訊號來控制一個輸出訊號 (電壓/電流)」。
有足夠的邏輯閘以正確方式連結,就可能執行任何種類的運算。
  • 在電腦中,一個「電晶體 (transistor)」基本上就是一個電閘,在電壓的控制下,開啟或關閉電流;用這簡單的基礎,可以建構非常複雜的系統。
  • 現今,邏輯閘建造於「積體電路(integrated circuit, IC)」,積體電路常被稱為「晶片 (chip)」或「微晶片 (microchip)」。
  • 在手機,電腦賦能的設備,以及提供雲端運算的伺服器,它們的邏輯或功能屬性全部相同。若不去看速度及儲存容量之類的實用性,它們全都能運算相同的東西。
留言
avatar-img
一個工程師的創業之旅的沙龍
74會員
442內容數
閱讀可以用最低的成本來獲得別人經驗,培養閱讀能力,一生受益。但要記住,別只讓自己的大腦永遠處於「輸入狀態」,要適當地「輸出」自己的想法。透過閱讀輸入,再利用寫作輸出,就像「費曼學習法」說的一樣,教授到別人能夠了解,自己才算是領悟了這門學問。
2024/04/12
電腦是「數位處理器(digital processor)」,它們儲存及處理分批進來的「離散值(discrete values,不連續值)」。電腦易於處理數位資料,且數位系統比類比系統更容易延伸擴充。
Thumbnail
2024/04/12
電腦是「數位處理器(digital processor)」,它們儲存及處理分批進來的「離散值(discrete values,不連續值)」。電腦易於處理數位資料,且數位系統比類比系統更容易延伸擴充。
Thumbnail
2024/03/27
「資料探勘」早在十幾年前唸書時就有耳聞,但資料科學倒是近五年來才知道有這門學科。就我的理解來說,資料探勘就是如何從大量資料中找出有用的資訊,而「資料科學」就是利用這些有用的資訊來做分析,從而達到預測的目的。
Thumbnail
2024/03/27
「資料探勘」早在十幾年前唸書時就有耳聞,但資料科學倒是近五年來才知道有這門學科。就我的理解來說,資料探勘就是如何從大量資料中找出有用的資訊,而「資料科學」就是利用這些有用的資訊來做分析,從而達到預測的目的。
Thumbnail
2024/02/21
現代的計算機概論範圍也越來越廣了,從傳統的「硬體」、「軟體」到「通訊」及「資料」等;其中,通訊現在應該算獨立於計算機之外自成一派。而資料科學則在近十年「機習學習」或「深度學習」變成顯學後,受到高度重視。不想變成時代的眼淚,還請多努力,別輕易躺平。
Thumbnail
2024/02/21
現代的計算機概論範圍也越來越廣了,從傳統的「硬體」、「軟體」到「通訊」及「資料」等;其中,通訊現在應該算獨立於計算機之外自成一派。而資料科學則在近十年「機習學習」或「深度學習」變成顯學後,受到高度重視。不想變成時代的眼淚,還請多努力,別輕易躺平。
Thumbnail
看更多
你可能也想看
Thumbnail
在 vocus 與你一起探索內容、發掘靈感的路上,我們又將啟動新的冒險——vocus App 正式推出! 現在起,你可以在 iOS App Store 下載全新上架的 vocus App。 無論是在通勤路上、日常空檔,或一天結束後的放鬆時刻,都能自在沈浸在內容宇宙中。
Thumbnail
在 vocus 與你一起探索內容、發掘靈感的路上,我們又將啟動新的冒險——vocus App 正式推出! 現在起,你可以在 iOS App Store 下載全新上架的 vocus App。 無論是在通勤路上、日常空檔,或一天結束後的放鬆時刻,都能自在沈浸在內容宇宙中。
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
vocus 慶祝推出 App,舉辦 2026 全站慶。推出精選內容與數位商品折扣,訂單免費與紅包抽獎、新註冊會員專屬活動、Boba Boost 贊助抽紅包,以及全站徵文,並邀請你一起來回顧過去的一年, vocus 與創作者共同留下了哪些精彩創作。
Thumbnail
AI PC 硬體 + AI OS + AI PC 摘要
Thumbnail
AI PC 硬體 + AI OS + AI PC 摘要
Thumbnail
電腦的運作需要仰賴許多的硬體與軟體,統稱電腦系統 (computer system)。這篇文章會概略地介紹電腦系統中的重要角色,以及它們如何相互合作,來完成複雜的工作,比如說讓無所事事的宅宅如我,假日可以躲在房間玩一整天的遊戲。 電腦、程式、與使用者 說到電腦,你的腦中會浮現什麼呢? 是螢幕
Thumbnail
電腦的運作需要仰賴許多的硬體與軟體,統稱電腦系統 (computer system)。這篇文章會概略地介紹電腦系統中的重要角色,以及它們如何相互合作,來完成複雜的工作,比如說讓無所事事的宅宅如我,假日可以躲在房間玩一整天的遊戲。 電腦、程式、與使用者 說到電腦,你的腦中會浮現什麼呢? 是螢幕
Thumbnail
HP電競筆電顯卡4060 ASUS曲面螢幕 滑鼠品牌POJUN波軍 麥克風HYPERX S 鍵盤平民牌子 我之後會回去嘗試直播遊戲實況,有圖奇TWITCH帳號的可以追蹤我的TWITCH我會不定期的做直播和訂閱我的YT感謝
Thumbnail
HP電競筆電顯卡4060 ASUS曲面螢幕 滑鼠品牌POJUN波軍 麥克風HYPERX S 鍵盤平民牌子 我之後會回去嘗試直播遊戲實況,有圖奇TWITCH帳號的可以追蹤我的TWITCH我會不定期的做直播和訂閱我的YT感謝
Thumbnail
怎麼知道你手機的晶片能用多久?
Thumbnail
怎麼知道你手機的晶片能用多久?
Thumbnail
本文將介紹桌上型電腦產業地圖,包括NB筆記型電腦產業地圖、伺服器產業地圖和產業結構圖等相關信息。
Thumbnail
本文將介紹桌上型電腦產業地圖,包括NB筆記型電腦產業地圖、伺服器產業地圖和產業結構圖等相關信息。
追蹤感興趣的內容從 Google News 追蹤更多 vocus 的最新精選內容追蹤 Google News