電腦誕生的奇幻旅程：電腦如何用0和1說話

前言   －－2
序章   －－3

第1部 以數字來表達資訊

第1章 數字的歷史    10
「數」和「數字」的不同 －－10
「數」是怎麼誕生的？－－14
「數」在表達上的難題－－16
各式各樣的數字－－19

第2章 二進制數字和電腦      27
電腦裡是二進制的世界！－－27
電力、磁力、光－－34

第3章 以數字為基礎的資訊表達      36
數字的使用是為了區分和辨別資訊－－36
僅以「0」和「1」能夠表示出多少資訊？－－40
以數字來表示文字－－44
以數字來表示顏色－－49
聲音是如何呈現的？－－52
「數位」和「類比」差在哪裡？－－57
專欄：巴比倫數字與「零」的發明－－64

過了好幾天後－－68

第2部 利用電來實現運算機制

第4章 以電腦執行加法運算    72
二進制數字的加法－－72
半加法計算器：利用電來實現單位數的加法－－76
全加法計算器：利用電來實現兩位數以上的加法－－84

第5章 「利用電的運算機制」之黎明期      94
布林代數：邏輯學與數學的相遇－－94
邏輯電路：邏輯學和工程科學的相遇 －－106
開關愈來愈快，愈做愈小
從繼電器到真空管，再來到半導體 －－113

又過了好幾天－－122

第3部 什麼是程式？

第6章 對電腦下達指令      126
電腦之所以是電腦的理由－－126
如何對機器下達指令？－－129

第7章 接收指令的機制   133
CPU：假設電腦中樞是個住有妖精的房間－－133
主記憶體：指令與資料共存的地方－－139

第8章 執行指令      144
體驗程式的執行－－144
搬移與運算指令：CPU和主記憶體間的溝通及運算－－146
以跳躍與條件分岐指令來變更流程    －－    148

第9章 電腦的誕生      152
「指令與資料共存」所帶來的震憾－－152
嬰兒時期的電腦－－158
專欄：圖靈機－－160

雜談－－167
給想知道更多關於電腦方面的讀者們－－171
自此之後－－174

 

序

　　我們現今使用成習的電腦是如何從人類歷史中誕生的呢？而它是靠什麼機制來運作的？本書是以「接觸過電腦卻完全不明白箇中奧秒」之方向進行解說。導覽本書的角色有兩位：一位是來到人類世界學習如何製作電腦的妖精，另一位是詳知電腦的熱心青年。順著他們的對話內容，便可了解到現代電腦的三個基本：其一，電腦是「數位機器」，處理以數字所表達的資訊。其二，電腦是「電子機器」，靠著操控電子來執行運算。其三，透過程式，電腦能夠執行各種運算。即使在技術成熟的今天，談到電腦及程式的運行機制，其本質並未有任何改變。回顧電腦誕生的過去，讓各位來思考人類的今日與明天，這個啟蒙若能給予各位任何助益，敝人實屬欣慰。