世界頂尖電腦科學家，帶你看懂科技趨勢
未來人才一定要懂的電腦入門，普林斯頓開課了！
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★探討電腦硬體、軟體及網路如何運作的第一本書
★新課綱科技資訊、師生共讀的最好參考書

 
本書是谷歌最知名的發明家對我們現在所處的世界最清晰、最簡單的解釋——電腦如何運作，以及為什麼會這樣。地球上每個人都需要讀。 ——艾力克．施密特，Google前CEO

不論你從事什麼工作、教育背景，甚至年齡層，在這個數位世界，我們的生活已受到電腦、網路無孔不入的影響。電腦無處不在，有些明顯可見，例如筆記型電腦、平板電腦、智慧型手機…但大多數是我們看不到的，例如在家電、車子、醫療器材、運輸系統、電力網及武器裡頭。

電腦也靜悄悄地收集、分享、甚至洩漏我們的個人資料，政府及企業可能使用電腦來監視我們的所作所為，社交網路及廣告商對我們的了解遠多過我們自己，犯罪者太容易取得我們的資料。我們真的了解電腦的力量嗎？

縱然人人都該了解電腦，但普羅大眾恐怕所知不多。

從1999年開始，出身貝爾實驗室、參與UNIX開發的布萊恩‧柯尼罕在普林斯頓大學開設了一門「我們世界中的電腦」課程（COS 109：Computers in Our World），這門課是向非電腦專業的學生介紹電腦基本常識的，多年來大獲好評。除了講解電腦理論知識，還有相應的實作課——學生可以試著用流行的程式設計語言寫幾行代碼，一起討論蘋果、谷歌和微軟的技術如何滲透日常生活的每個角落。本書就是以這門課程的講義為主要內容重新編寫而成。

★你可以學到重要的基礎知識：
●硬體：電腦裡頭有什麼，如何運作，是如何建造出來的？它如何儲存及處理資訊？
●軟體：我們能夠用電腦來運算什麼，運算速度有多快？編程是什麼，我們如何告訴電腦去做什麼？
●通訊：網際網路與全球資訊網如何運作，其中涉及了什麼風險，尤其是隱私及資安？
●資料：人工智慧、機器學習等分析及利用龐大資料的領域突飛猛進，我們如何限制在不知情之下提供資料？

★AI、5G、區塊鏈……日新月異的科技趨勢，你也能看得懂、跟得上：
●無處不在的應用程式（app）
執行某種特殊應用目的所撰寫的程式或軟體系統，例如用Word 製作文件，用Excel 管理個人財務，用iPhoto 編輯相片。
 
●搜尋引擎是怎麼辦到的？
使用網路爬蟲（web crawler）掃描網頁，把切要內容儲存於儲存及整理於伺服器，以便能夠快速回應後續的查詢。
 
●雲端運算的「雲端」在哪裡？
沒有特定的實體位置的網際網路被比喻為「雲」，雲端運算是個人及公司把資料儲存於亞馬遜、谷歌、微軟等公司的伺服器裡，由伺服器執行運算。
 
●深度學習（deep learning）的廣泛應用
深度學習使用相似人腦神經網路的運算模型，電腦視覺找出特徵上特別成功，例如人臉及指紋辨識、解讀地形等。
 
若你跟多數人一樣，其實不甚了解這數位世界的根本與牽涉層面，那麼，你應該閱讀本書，讓普林斯頓大學最熱門的電腦科學與數位世界入門課程教授帶領你進入這世界，你將不再是「電腦盲」或「數位盲」。
 
本書特色

1.普林斯頓最熱門的電腦課，人人都能讀懂
出身貝爾實驗室的C語言先驅、堪稱業界大神的布萊恩‧柯尼罕帶領非資訊相關系所學生入門，採相對平易的比喻方式說明，循序漸進引導，容易消化吸收，

2.資訊時代必修的電腦基礎知識大補帖
日新月異的資訊科技改變了你我的生活，也改變了學習、工作、投資方向，電腦知識至關重要，進入門檻卻高。本書針對非專業背景者而寫，無論是一般大眾、職場工作者或應考者，都可作為趕上科技趨勢、補修資訊知識的最佳入門書。

3.架構完整、資訊最新，適合教學或自學
內容涵蓋計算機概論必學的基礎與應用，更補充許多數位新科技，如加密貨幣、區塊鏈、深度學習、資訊安全問題……，包括學校授課、讀書會或自學都好用。

序
致謝
前言
 
第一部∥硬體
第一章∣電腦是什麼？
第二章∣位元，位元組，以及資訊的表述法
第三章∣探索處理器
第一部∣總結
 
第二部∥軟體
第四章∣演算法
第五章∣編程及程式語言
第六章∣軟體系統
第七章∣學習如何編程
第二部∣總結
 
第三部∥通訊
第八章∣網路
第九章∣網際網路
第十章∣全球資訊網
第三部∣總結
 
第四部∥資料
第十一章∣資料與資訊
第十二章∣人工智慧與機器學習
第十三章∣隱私與資安
第十四章∣接下來呢？
第四部∣總結
 
註釋
詞彙表

普羅大眾――例如上我的課程的學生，或一般受過教育的人，不論他們的背景為何，受過什麼訓練，都必須關切一些問題與議題。

我的課程的學生並不是主修工程、物理、或數學之類科技性質學科的學生，他們可能主修英語、政治、歷史、古典主義、經濟、音樂、藝術等等人文科學及社會科學，上完這課程，他們應該能夠閱讀懂與了解有關於電腦運算的新聞報導文章，從中學到更多，或許還能看出其中可能不正確精確的論述。就更廣泛廣面而言，我希望我的學生及讀者能夠對科技抱持理智的懷疑，知道科技通常是個好東西，但不是萬靈藥靈丹；反過來說，科技有時雖帶來不好的影響，但它不是一個全然的惡魔十惡不赦。

物理學家理查．穆勒（Richard Muller）在其優異著作《給未來總統的物理課》（Physics for Future Presidents）中嘗試解釋領導人必須應付的核子威脅、恐怖份子、能源、全球暖化等等重要課題所涉及的科技背景，非不立志於當總統、但有見識的公民也應該對這些主題有起碼程度的了解。穆勒使用的這種教育方法為我想達到的目的提供了一個很好的比喻：「給未來總統的電腦運算課」。

一個未來的總統應該對電腦運算有什麼了解呢？一個有見識的公民應該對電腦運算有什麼了解呢？你應該對電腦運算有什麼了解呢？我認為，有四個核心技術領域：硬體，軟體，通訊，及資料。

硬體是有形的部分：我們可以看到及觸摸到、放在我們家中及辦公室的電腦，以及我們隨身攜帶的手機裡的電腦。電腦裡頭有什麼，它如何運作，它是如何建造出來的？它如何儲存及處理資訊？什麼是位元（bit）及位元組（byte），我們如何用它們來表現音樂、電影、及其他種種東西？

軟體是告訴電腦去做什麼的指令，它是幾乎完全無形的東西。我們能夠用電腦來運算什麼，運算速度有多快？我們如何告訴電腦去做什麼？為何如此難以使它們做對？為何經常難以使用它們？

通訊指的是電腦、手機、及其他器材為了我們而彼此交談、並且使我們能夠彼此交談的東西：網際網路，全球資訊網，電子郵件，以及社交媒體。這些是如何運作的？這些通訊帶來的益處很顯然顯而易見，但這其中涉及了什麼風險，尤其是我們的隱私及資安？可以如何降低這些風險？

資料是硬體與軟體收集、儲存、及處理、並透過通訊系統發送至世界各地的所有資訊。這其中有些是我們自願（不論是否經過審慎考慮）貢獻的資料――我們上傳的文字、相片、及影片；但大部分是我們在日常生活中不知情之下（更遑論經過我們的同意）被收集與分享的個人資訊。

不論你是不是總統，將來選不選總統，你都應該了解電腦運算，因為它影響你個人。不論你的生活與工作與多麼非科技距離多遠性質，你都將必須和科技與科技人員往來互動。對器材與系統的運作有所了解，是一大益處，縱使是簡單的事件――例如，你認知到，這名銷售員、或這名技術協助員、或這位政治人物並未告訴你全部真相，對你也有益處。

事實上，無知可能對你造成直接傷害。若你不了解病毒、網路釣魚、及其他類似的威脅，你將更容易受到它們的侵害。若你不知道社交網路如何洩露、甚至散播你視為隱私的資訊，你的隱私被洩露的程度可能比你所知道的更為嚴重。若你不了解企業與商家多麼魯莽輕率地利用它們對你的生活的了解來牟取商業利益，你就不會為了蠅頭小利而的捨棄隱私將不會為你帶來什麼益處。若你不知道何以在一家咖啡店或一個一座機場執行你...

專業推薦

艾力克．施密特（Google前CEO）
葛如鈞（國立臺灣大學網路與多媒體研究所兼任助理教授）
哈利．路易士（哈佛大學電腦科學教授、前哈佛學院院長）
約翰．麥考米克（狄金森學院電腦科學教授）
布萊恩．瑞斯派斯（柏根縣立高中電腦科學教師）
史帝夫．曼斯菲爾德—戴文（《網路安全》期刊編輯）

「本書是谷歌最知名的發明家對我們現在所處的世界最清晰、最簡單的解釋——電腦如何運作，以及為什麼會這樣。地球上每個人都需要讀。」 ——艾力克．施密特（Google前CEO）

「如果說上個世代必讀的書是大英百科全書，那麼這個世代必讀的書也許就是這本普林斯頓電腦入門課。當我們懂了電腦，那麼全宇宙的知識都在我們的手掌中。」——葛如鈞（國立臺灣大學 網路與多媒體研究所 兼任助理教授）

「本書揭開電腦與網路的神秘面紗，人人都能從中學到東西。柯尼罕以友善、易讀易懂的文風，把機器內部的運作和數位世界的平日新聞與發展連結起來。」――哈利．路易士（哈佛大學電腦科學教授、前哈佛學院院長）

「柯尼罕作為一名電腦科學家，具有明星級的信譽，但本書展現的是對現代世界中的科技境況的人道主義關切……。本書非常接地氣地解釋電腦運算的根本知識，以及電腦科技與我們的生活如何互動，這些知識將很長期地切要。」――史帝夫．曼斯菲爾德—戴文（《網路安全》期刊編輯）

「本書為普羅大眾提供電腦與電子通訊的綜覽，平順流暢地探討一個又一個主題，不論什麼背景的讀者都會覺得易讀易懂。」――布萊恩．瑞斯派斯（柏根縣立高中電腦科學教師）