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中小學生的圖解【電腦】【大數據】【AI】，成為新課綱資訊科技達人（全套3冊）
YI33+YI35+YI36

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作　　者╱

湧井良幸等

出版社別╱

小五南

書　　系╱

學習高手

出版日期╱

2021/02/01 (1版 1刷)

I S B N ╱

978-986-522-427-1

書　　號╱

YI39

頁　　數╱

480

開　　數╱

20K

定　　價╱

960

配合108課綱
●讓孩子開心學習數位科技的書籍
●中小學生科技領域學習

從中小學開始接觸基礎資訊科技，認識自己的興趣與專長，能夠多元學習，訓練思考力！

※審定者簡介
村井純、佐藤雅明、新井紀子
村井純
日本慶應義塾大學環境資訊學院教授，研究所政策暨媒體研究科主任委員。1955年生。
1984年設立「JUNET」，連接東京工業大學和慶應義塾大學，為日本第一個不同網路之間的連接。致力於建設、普及網際網路，領導網際網路對應日語等多種語言。
以「日本的網際網路之父」廣為人知。
著有《網際網路》（岩波新書）、《角川網際網路講座第一冊支撐網際網路基礎資訊革命的公共建設》（角川學藝出版）等。

佐藤雅明
日本慶應義塾大學研究所政策暨媒體研究科特聘副教授。1977年生。於WIDE計畫中進行探測資訊系統的實驗及制定國際標準。以新加坡國立大學客座高等研究員的身分參與建構新加坡的ITS基礎之後，目前正在進行的相關研究有自動駕駛支援技術，以及可以提供資訊給移動中的物體的平台。著有《汽車大數據改變商業模式！探測車最前線》（impress R&D）等。

新井紀子
日本一橋大學法學院畢業，美國伊利諾大學數學系博士課程修畢。東京工業大學理學博士，專攻數理邏輯學。
日本國立情報學研究所教授、社會共有知研究所長、「教育科學研究所」代表理事兼所長。

湧井良幸
出生於日本東京。東京教育大學（現為筑波大學）理學院數學系畢業後擔任教職。離開教職不久，便專注於寫作。參與《誰都看得懂的統計學超圖解》（楓葉社文化）、《這樣我就懂了！統計學》（暫譯）（Natsume社）、《圖解高中數學大全》（暫譯）（技術評論社）、《大人的數學教室：透過114項定律奠立數學基礎》（臺灣東販）等多本統計及數學相關書籍之著作。

電腦：看圖解成為資訊高手
統計：看圖解成為大數據高手
人工智能：看圖解成為ＡＩ高手


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[電腦：看圖解成為資訊高手]
Part1：電腦是什麼？
首先，我們以簡單易懂的方式，來介紹好像知道、但又不是很了解的電腦二三事吧。

1.智慧型手機也是電腦嗎？
電腦是什麼？ PC 是「Personal Computer」的縮寫，意思是「自己的電腦」、「個人使用的電腦」。雖然是屬於電腦的一種，但PC 並不代表所有電腦。
電腦有各種不同的形狀及大小，共同點在於它們都是可以做到兩件事情的裝置。這兩件事情是「計算」與「記憶」。擅長算數及數學，而且不管什麼事，只要記住了就不會忘，這就是電腦。
有有負責計算的部分（CPU）、負責記憶的部分（記憶體），再加上「輸入」的地方以及「輸出」的地方，這就組成了電腦的基本架構。所以智慧型手機（Smart Phone）也是一台電腦無誤喔。

2.生活中到處都是電腦
智慧型手機和平板電腦都是電腦。遊戲機也是，是為了玩遊戲而製造的電腦。
其他大家生活周遭的物品中，也有很多東西其實裡面嵌入了小型電腦。會自動進行某些功能的機器，就是內部裝置了「微電腦控制器（微控制器）」這種小型電腦，以維持大家的日常生活。我們就來找找看身邊的電腦吧。

「數位訊號」是什麼？
之後我們要介紹的內容，全部都是在「數位訊號」的世界裡發生的事。相對於「數位訊號」的是「類比訊號」。舉例來說，大家說話時的聲音會讓空氣產生振動，成為振動波傳到耳朵，進而聽到聲音。這是類比訊號的世界。但是聲音如果錄製成CD變成數位訊號，聽起來雖然相同，波形卻會轉變為一格一格的形狀。可以說CD 是以數位訊號記錄，讓電腦可以讀懂的工具。詳細內容我們會在Part 2 介紹，大家只要先知道類比訊號是圓滑的，數位訊號是一格一格的這個差異就好。

3.可以用電腦煮飯嗎？
既然只會計算和記憶，那就沒辦法煮飯了吧？以前的人為了要煮出好吃的飯，會利用口訣「起頭弱（中火），中間強（大火），嬰兒哭也不開蓋（燜熟）」來記住烹煮的步驟，然後由人類注意鍋子的狀態及時間，調整爐灶的火力大小。
不過現在用電子鍋（微電腦電子鍋）就可以自動幫我們煮出好吃的飯了。
電子鍋的內部裝有微控制器。微控制器會透過計算和記憶，按照烹煮的步驟煮飯。
這個步驟有個專有名詞叫做「演算法」，對電腦下指令則叫做「程式設計」。電子鍋的
電腦裡只有內建煮飯必需的程式，所以沒辦法做其他事喔。

4.電腦和人類哪裡不一樣
寫入正確程式的電腦，只要下指令，每一次都會以相同的步驟、分毫不差地煮出好吃的飯。換成人類的話，有時候會忘記步驟，有時候又會感到疲倦，或是沒有心力煮飯⋯⋯但也因為如此，人類可以做到為食用者調整偏好的米飯軟硬度，或是看情況，將晚餐的主食換成麵包喔。
也就是說，電腦和人類的差異在於，電腦很擅長正確、反覆進行同一件事，但它們不知變通。相反地，人類雖然會出錯電腦和人類哪裡不一樣也會失敗，但是可以臨機應變處理事情。
不過最近「人工智慧（AI）」這項技術急速發展，它可以做到像是測量食用者的身體狀況，自動提供合適的米飯軟硬度。人類如何和可以自己思考的電腦相處，現在可是眾人關注的焦點喔。

5.電腦裡面長什麼樣子？
現在，我們來看看電腦裡面長什麼樣子吧。組成電腦的裝置叫做「硬體（Hard）」；而寫有指令，描述該怎麼運用硬體的東西叫做「軟體（Soft）」。拆開電腦以後看見的機器部分是硬體。硬體是由軟體驅動的。
電腦中眼睛可見的裝置是硬體。
電池和散熱風扇也是重要的硬體，他們可以儲存電力和冷卻機器作動時產生的熱能。
主機板--拆開個人電腦之後，裡面有一塊底板叫做主機板，上面接有許多電子元件。CPU 和記憶體這些東西都集中在這裡。

6.電腦的頭腦「CPU」
電腦的頭腦是CPU，又稱為「處理器」。這裡面有向所有裝置下指令、控制執行動作的「控制單元」，以及根據指令運算的「算術邏輯單元」。一台電腦是否優秀，也就
是能不能一次處理多個運算事項，取決於CUP 的性能唷。

決定CPU 性能的「時脈頻率」
CPU 的性能，也就是處理指令的速度，是以Hz（赫茲）為表示單位。這叫做「時脈頻率」。
CPU 內部為了讓電腦各個部分可以在同一時間執行動作，會產生間隔相同的訊號（時脈訊號）。時脈訊號之間的間隔越小（拍手的速度越快）電腦運作的速度越快。
如果仔細看個人電腦的系統資訊，可以發現「處理器3.20GHz（吉赫）」這樣的數值。這個數值表示時脈訊號，一秒內可以產生多少次訊號。具有相同功能的CPU，這項數值越大，性能也越好喔。

7.電腦的書桌「記憶體」
細長的板子上面搭載電子元件，這個裝置就是記憶體，又稱為「主記憶裝置（RAM）」。如果要打比方，就是像書桌一樣的物品。
我們在讀書的時候，會將課本、資料、筆記本、書寫工具攤開放在書桌上，一邊看資料一邊寫筆記對吧。記憶體會暫時儲存電腦在作業時需要的東西，當CPU 進行運算，或是啟動程式時使用。
關掉電腦的電源之後，就像將書桌的東西收拾乾淨一樣，原本儲存的數據也會跟著消失
唷。