用電腦麻瓜也能聽懂的方式，跟可愛的角色一起認識電腦
本書採用擬人化的手法，將CPU、IP、MPEG、POP這些生硬的電腦技術專業名詞，化身為可愛的動漫人物，以電腦麻瓜也能聽得懂的字彙，解釋電腦的運作原理，看完本書之後，對於電腦內部的運作，作業係統扮演的角色，演算法具體來說到底是什麼？什麼叫做「可靠度」？資料庫到底在幹嘛？這些都將有具體的理解與認識。
本書特色
．擬人化：將生硬的名詞化身為可愛的擬人化角色
．豐富的圖解：讓原本抽象的概念變得簡單易懂
．每章最後均附有習題，可以檢驗學習效果
具體描述
圖解電腦工作原理 (電子書) 內容概述 書名：圖解電腦工作原理 (電子書) 內容簡介： 本書旨在深入淺齣地剖析當代電腦係統運作的複雜機製，為讀者提供一個清晰、直觀的視角，理解從最底層的電信號到高級應用軟體之間的層層結構與協作方式。全書以豐富的圖解、流程圖和實例分析為核心，力求將抽象的技術概念具象化，讓初學者也能輕鬆掌握電腦科學的基石。 第一部分：硬體基礎與數位邏輯 本部分聚焦於電腦的物理構成及其最底層的運算基礎。 第一章：電與數位信號 探討電子在半導體中的行為，以及如何利用電壓的高低來錶示邏輯狀態——0和1。詳細介紹二進位製係統，並解釋其在數位世界中的絕對統治地位。討論數值係統的轉換，例如二進位、八進位、十進位和十六進位之間的相互轉換原理及其在記憶體地址和數據錶示中的實際應用。 第二章：邏輯閘與布林代數 深入解析構成所有數位電路的基礎單元：邏輯閘（AND, OR, NOT, XOR, NAND, NOR）。透過真值錶和電路圖，闡明這些基本操作如何組閤。隨後引入布林代數，解釋如何使用數學工具來簡化和優化數位邏輯電路設計。將抽象的邏輯運算與實際的電晶體開關行為聯繫起來，展示邏輯閘的物理實現。 第三章：組閤邏輯電路 講解如何將基本邏輯閘組閤成更複雜的功能單元。詳細介紹編碼器、解碼器、多路選擇器（MUX）和數據分配器（DEMUX）的工作原理。重點剖析加法器（半加器與全加器）的設計，這是理解算術邏輯單元（ALU）的關鍵，並以範例展示如何構建一個完整的四位元加法器電路。 第四章：順序邏輯電路 介紹涉及記憶功能的電路單元。區分組閤邏輯與順序邏輯的根本差異，即對時鐘信號和狀態的反饋。詳盡解釋觸發器（Latch和Flip-Flop，如SR, JK, D型），它們是構成電腦記憶體單元的基礎。接著，探討寄存器（Register）的構造及其在CPU內部的數據暫存作用，以及計數器（Counter）的設計與應用，例如程序計數器（Program Counter, PC）。 第五章：CPU核心結構與資料通路 本章是硬體部分的精華。介紹中央處理單元（CPU）的經典結構，包括控製單元（Control Unit, CU）、算術邏輯單元（ALU）和暫存器組。詳細描繪數據在這些單元之間移動的路徑——數據通路。探討指令週期（取指、解碼、執行、寫迴）的完整流程，並用圖示說明指令如何一步步被處理。 第二部分：記憶體層次結構與係統管理 本部分探討數據如何在不同速度和容量的儲存媒介之間流轉，以及作業係統如何管理這些資源。 第六章：記憶體技術與階層 解釋電腦記憶體並非單一實體，而是一個複雜的階層體係。從最快、最小的暫存器（屬於CPU）開始，逐步介紹高速緩存（Cache，分為L1, L2, L3，並詳細探討快取映射、寫入策略和命中率問題），主記憶體（RAM，包括SRAM與DRAM的區別與應用），以及輔助儲存（SSD和HDD）。強調記憶體階層設計的根本目的：平衡速度、容量與成本。 第七章：匯流排與I/O係統 分析匯流排（Bus）作為係統內數據高速公路的角色。詳述地址匯流排、數據匯流排和控製匯流排的功能與協作。介紹輸入/輸齣（I/O）係統，探討周邊設備（如鍵盤、顯示器）如何與CPU進行數據交換。重點講解中斷機製（Interrupts）在處理異步事件中的重要性，以及直接記憶體存取（DMA）如何允許周邊設備繞過CPU直接存取記憶體，從而提高效率。 第八章：作業係統核心概念 從使用者層麵轉嚮管理層麵。介紹作業係統（OS）作為硬體與應用軟體之間接口的角色。討論行程（Process）與執行緒（Thread）的概念，它們是如何被OS排程執行的。深入探討記憶體管理技術，包括分頁（Paging）和分段（Segmentation），以及虛擬記憶體的工作原理，解釋係統如何模擬齣比實際物理記憶體更大的可用空間。 第九章：檔案係統與儲存管理 闡釋作業係統如何組織和管理持久性數據。介紹檔案（File）的概念、目錄結構（如樹狀結構）及其在不同作業係統中的實現差異。深入探討磁碟存取原理，以及檔案係統（如FAT, NTFS, ext4）如何進行數據的分配、尋址和保護，確保數據的完整性與安全性。 第三部分：指令集、編譯與軟體層 本部分連接硬體操作碼與高級語言程式碼，解釋軟體如何被翻譯和執行。 第十章：指令集架構（ISA） 介紹指令集架構作為CPU與組閤語言之間的契約。區分CISC（複雜指令集計算）和RISC（精簡指令集計算）的設計哲學與優缺點。詳細分析指令的格式、尋址模式（Addressing Modes），以及各種基本指令（數據傳輸、算術邏輯、控製轉移）如何對應到CPU的具體操作。 第十一章：編譯器與組譯器 講解高級程式語言（如C++, Python）代碼如何轉化為機器可執行的二進製代碼。詳細剖析編譯過程的階段：預處理、編譯、優化和連結。重點解釋組譯器如何將助記符（Assembly mnemonics）轉換為實際的機器碼（Operation Codes）。透過一個簡單的高級語言函數，展示其在記憶體中如何被分解為一係列底層指令。 第十二章：編程模型與應用接口 探討程式設計師在編寫高效代碼時必須考慮的底層因素，例如暫存器使用效率和記憶體對齊。介紹係統呼叫（System Calls）的概念，這是應用程式請求OS服務的唯一途徑。闡述標準庫和API的作用，它們如何提供一個抽象層，屏蔽底層硬體複雜性，使開發人員能專注於業務邏輯。 結論：現代係統的融閤 總結電腦係統的各個層次是如何有機地結閤在一起，從電子訊號到複雜的網際網路應用，每一個環節都建立在前麵基礎之上。展望未來趨勢，如多核心架構、量子計算的基礎概念，以及對能效比的持續追求，引導讀者對未來計算技術發展方嚮的思考。 本書的設計理念是「所見即所得」，通過大量的視覺化元素，將抽象的電腦科學概念轉化為讀者可視、可理解的知識結構，實現真正的「圖解」學習體驗。
著者信息
圖書目錄
第一話：五大裝置與其功能
大傢平常在用的電腦是由許多裝置相輔相成運作的。第一話要逐一觀察這些裝置。
第二話：OS
電腦是裝置的集閤體，但光是這樣，什麼也無法完成。要依照使用者的要求進行處理，就必須安裝軟體。執行軟體的軟體稱為作業係統（OS）。
第三話：演算法
如果做任何事情之前不先擬好計劃效率就會很差。「若能沿襲前人想齣來的演算法，也就是能有效率地進行處理的步驟，係統就能更順暢地執行處理。」
第四話：集中與分散
IT係統會因為各種條件導緻構造有所改變。這裡要介紹的是集中與分散的構造。
第五話：可靠度
大部分的係統都需要隨時處在可運作的狀態。第五話要介紹的是評估這種情況的可靠度指標。
第六話：資料庫
能利用大量資料處理必要的資訊是IT係統最為擅長的範疇。第六話要介紹的是堪稱資料倉庫的資料庫。
第七話：CPU
第七話要進一步瞭解電腦的中樞，也就是CPU的事情。
大傢平常在用的電腦是由許多裝置相輔相成運作的。第一話要逐一觀察這些裝置。
第二話：OS
電腦是裝置的集閤體，但光是這樣，什麼也無法完成。要依照使用者的要求進行處理，就必須安裝軟體。執行軟體的軟體稱為作業係統（OS）。
第三話：演算法
如果做任何事情之前不先擬好計劃效率就會很差。「若能沿襲前人想齣來的演算法，也就是能有效率地進行處理的步驟，係統就能更順暢地執行處理。」
第四話：集中與分散
IT係統會因為各種條件導緻構造有所改變。這裡要介紹的是集中與分散的構造。
第五話：可靠度
大部分的係統都需要隨時處在可運作的狀態。第五話要介紹的是評估這種情況的可靠度指標。
第六話：資料庫
能利用大量資料處理必要的資訊是IT係統最為擅長的範疇。第六話要介紹的是堪稱資料倉庫的資料庫。
第七話：CPU
第七話要進一步瞭解電腦的中樞，也就是CPU的事情。
圖書試讀
序
從前從前，有一群被稱為技妹的妖精在某個地方生活。她們以OSI塔這處魔窟為城堡，過著有時懶惰、有時放縱的快樂生活。
不過，她們身上背負著某種宿命，就是要用盡所有手段將上天賜下的聖物送到指定的地點。隻要是隨性的天神所指示的，不管封包裡的內容是甚麼，她們都得送達。封包會透過網路從電腦傳送到另一颱電腦，而電腦彼此可以建立互動。最初由這些互動所產生的隻是纍積與傳遞廢文這類不起眼的「服務」，慢慢地卻提供經營與行政方麵的幫助，讓隨性的神明們的生活變得更方便。
與電腦連結的網路與自來水或電力一樣，都屬於「基礎建設」的一種，也是隨性之神的生活所不可或缺的東西。即便是建立基礎建設的各種資訊係統，也有許多Systers很囂張跋扈。
今晚，讓我們一窺她們那充滿酸甜苦辣的生活吧！故事落幕時，你一定會瞭解基礎建設的一切，瞭解廢文是於某處產生，又於某處消失。
從前從前，有一群被稱為技妹的妖精在某個地方生活。她們以OSI塔這處魔窟為城堡，過著有時懶惰、有時放縱的快樂生活。
不過，她們身上背負著某種宿命，就是要用盡所有手段將上天賜下的聖物送到指定的地點。隻要是隨性的天神所指示的，不管封包裡的內容是甚麼，她們都得送達。封包會透過網路從電腦傳送到另一颱電腦，而電腦彼此可以建立互動。最初由這些互動所產生的隻是纍積與傳遞廢文這類不起眼的「服務」，慢慢地卻提供經營與行政方麵的幫助，讓隨性的神明們的生活變得更方便。
與電腦連結的網路與自來水或電力一樣，都屬於「基礎建設」的一種，也是隨性之神的生活所不可或缺的東西。即便是建立基礎建設的各種資訊係統，也有許多Systers很囂張跋扈。
今晚，讓我們一窺她們那充滿酸甜苦辣的生活吧！故事落幕時，你一定會瞭解基礎建設的一切，瞭解廢文是於某處產生，又於某處消失。
用戶評價
评分
老實講，現在市麵上的科技書，十本有八本都是翻譯書，很多時候為瞭遷就國外的文化脈絡或既有的術語，讀起來總覺得卡卡的，好像總要在大腦裡繞個彎纔能跟上作者的思路。這本《圖解電腦工作原理》如果能真正接地氣，用颱灣讀者熟悉的語言和案例來闡述，那就太棒瞭。我希望它在講述資料的傳輸、網路協定的時候，可以多舉一些我們日常生活中會遇到的情境，比如為什麼 Line 的訊息有時候會延遲，或是我們在下載大檔案時，背後到底發生瞭什麼事。我對於底層的電晶體、二進位這些基礎概念不排斥，但前提是，一定要有清晰的脈絡引導，不能一開始就丟齣複雜的電路圖。如果它能循序漸進，從最基礎的開關邏輯，一路推導到作業係統如何管理資源，那我就會給它很高的評價。這本書如果能做到「一看就懂，一懂就忘不瞭」，那絕對是工具書的首選。
评分這本《圖解電腦工作原理》光看書名就讓人覺得很親切，畢竟現在電子書這麼普及，手邊有颱電腦或平闆是常態，但真正瞭解它「裡麵」是怎麼運作的，對我這種非本科係的來說，簡直是天書。我之前試過幾本號稱是入門的書，結果不是術語多到眼花撩亂，就是圖文比例失衡，圖是圖、文是文，根本沒辦法串起來。這本的封麵設計就很討喜，感覺不會太過嚴肅，像是那種可以隨時翻開來，在咖啡廳裡慢慢啃，不用擔心被隔壁桌的工程師側目那種。我最期待的是它「圖解」的部分，希望它能把那些抽象的 CPU 運算、記憶體存取、作業係統的排程，變成可以用眼睛直觀理解的圖像，而不是一堆密密麻麻的文字敘述。如果真的能做到把硬體底層的邏輯，用生活化的比喻呈現齣來，那對我這種想「知其所以然」的讀者來說，絕對是物超所值。畢竟，搞懂瞭原理，未來麵對新科技的衝擊，心裡纔不會慌。
评分我個人對軟體開發比較有興趣，但一直有個睏擾，就是總覺得自己對底層的理解不夠紮實，寫齣來的程式碼總像是蓋在沙灘上的房子，雖然好看，但總覺得不夠穩固。這本《圖解電腦工作原理》我把它定位成我補強基礎知識的「定海神針」。我特別想瞭解的是，當我們寫瞭一個 Python 腳本，它如何在 CPU 上麵被實際執行？編譯器和直譯器扮演瞭什麼樣的角色？記憶體管理的部分，像是堆疊（Stack）和堆積（Heap）到底差在哪裡？這些概念在教科書上看瞭韆遍還是霧裡看花。如果這本書能用圖解的方式，把這些「看不見」的幕後工作流程視覺化，讓我能像看電影一樣，清楚看到資料從硬碟被載入記憶體，再被 CPU 讀取運算的完整路徑，那我對電腦科學的敬畏感就會少一些，取而代之的是更深的理解。這對於提升程式設計的除錯能力，應該會有立竿見影的效果。
评分說實話，現在大傢都在談 AI、大數據，感覺電腦變得越來越「聰明」，但如果我們隻會用錶層的介麵，那充其量隻是個消費者，永遠無法成為真正的創造者。我買這本書，是希望能夠建立起一個完整的電腦架構知識體係。我不求成為硬體工程師，但我希望我的思考邏輯可以更貼近電腦的運作方式。例如，當我設計一個演算法時，我希望能夠預估它在不同硬體配置下的效能錶現，而不是憑感覺亂寫。這本《圖解電腦工作原理》的價值，應該就在於提供這把「度量衡」。我特別關注它對平行運算、快取記憶體（Cache）的介紹，因為這些是現代電腦效能提升的關鍵。如果它能清楚解釋為什麼快取命中率高低會對整體速度產生巨大影響，並且用圖例輔助說明資料流動的路徑，那這本書的實用性就不僅限於「瞭解」，而是可以直接應用到「優化」層麵。
评分我對電子書格式的接受度很高，主要是方便攜帶和搜尋。不過，對於這種強調「圖解」的書，我還是有點小小的堅持，那就是排版的清晰度。如果圖跟文字是交錯排版，但線條太細、顏色太過花俏，反而會讓人分心。我希望這本《圖解電腦工作原理》在圖文的配置上是極簡而高效的，能夠讓讀者專注於概念本身。另外，如果它能針對不同世代的電腦架構（例如從傳統的馮紐曼架構到現代的多核心處理器）做一個簡要的演進比較，會讓整個知識體係更有層次感。我希望這本書能讓我明白，我們現在使用的所有數位產品，從手機到雲端伺服器，其核心邏輯都是建立在相對簡單的幾個基礎定律之上的。這不隻是一本技術書，更像是一本帶領我們穿越數位迷霧、認識我們日常生活中最核心機器的科普指南，對於想要擺脫「隻會用、不懂做」心態的普通用戶來說，是個很好的起點。
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