- 作者／ 布萊恩‧柯尼罕（ Brian W. Kernighan）
- 譯者／ 李芳齡
電腦的大腦—處理器 （CPU）
若我們可以說電腦有大腦的話，那麼，處理器就是電腦的大腦。處理器執行算術，移動資料，控制其他元件的運作，處理器能夠執行的基本運算項目有限，但它執行得飛快，每秒數十億筆。它能夠根據前面的運算結果來決定接下來執行什麼運算，因此，它相當程度地不依賴其人類使用者。第三章將對這元件有更多的討論，因為它太重要了。
若你去一實體店或在線上購買一台電腦，你將會看到產品介紹中提及絕大多數的這些元件，且通常伴隨著神秘的首字母縮略字和同樣神秘的數字，例如一個處理器被描述為「2.2 GHz dual-core Intel Core i7」，我的一台電腦的處理器就是被如此描述的，但這究竟是什麼？這台處理器是英特爾製造的，「Core i7」是英特爾的一個處理器系列產品的名稱，這台處理器是雙核心（dual-core）處理器――把兩個處理器（兩個核心）封裝在一個積體電路上，在此例中，小寫的「core（核心）」變成「processor（處理器）」的同義詞。
一個核心就是一個處理器，但中央處理器可能有幾個核心，能夠一起運作或獨立運作，使運算執行得更快，就多數用途而言，不論有多少核心，只需把這種組合想成是「處理器」就夠了。
至於「2.2 GHz」，那就是更有趣的部分了。處理器的速度是以它每秒能執行的運算或指令或指令集來衡量的（至少是大致以此來衡量），處理器使用一個內部時鐘――就像心跳或時鐘的滴答聲――來計步其基本運算。衡量處理器速度的一個指標是每秒的滴答次數，每秒的跳動或滴答次數被稱為一赫茲（hetz，簡寫 Hz），以德國工程師海因里奇．赫茲（Heinrich Hertz）為命名，他在 1888 年發現如何產生電磁波，這直接引領出無線電及其他無線系統的誕生。
電台以百萬赫（megahertz，簡寫為 MHz，譯註：從以前到現在，台灣的電台都使用「兆赫」一詞，這是肇因於中文辭海中寫「百萬為兆」而衍生出來的誤譯詞，實際上，兆赫是 THz）來稱呼它們的廣播頻率，例如 102.3 MHz。現在的電腦通常以吉赫（gigahertz，十億赫茲，簡寫為 GHz）的速度運轉，我的電腦的處理器速度是相當普通的水準――2.2GHz 意指它每秒滴答 2,200,000,000 次。人的心跳大約是 1Hz，或是每天約 100,000 次，每年約 3,000 萬次，所以，我的電腦處理器的每個核心每秒跳動的次數是我的心臟在 70 年間跳動的次數。
這是我們首次遇上字首為 mega、giga 之類的數值，這在電腦運算領域是非常普遍的用字，「mega」是一百萬，或 106；「giga」是十億，或 109，發音為重音的「g」，如同「gig」中的發音。我們很快就會遇上更多的數值單位，本書最後附上的詞彙表中有完整的單位表。
電腦跑得快的秘密— 隨機存取記憶體 （RAM）
主記憶體儲存那些被處理器及電腦的其他部件活躍使用的資訊，它的內容可以被處理器更改。主記憶體不僅儲存處理器目前正在處理的資料，也儲存告訴處理器對那些資料做什麼處理的指令，以下這點很重要：藉由的記憶體中載入不同的指令，我們可以讓處理器執行不同的運算。這使得內儲程式電腦（stored-program computer）變成一種通用器材，同一台電腦可以跑文書處理 、 試算表 、 上網 、 收發電子郵件 、 在臉書上和朋友聯繫 、 執行我的稅務 、 播放音樂，全都只需在記憶體中置入適當的指令就行了。內儲程式的概念的重要性，再怎麼強調都不為過。
電腦正在執行工作時，主記憶體提供一個儲存資訊的地方，它儲存目前正在活動中的程式指令，例如 Word、Photoshop 或瀏覽器，它儲存它們的資料――被編輯的文件 、 螢幕上的相片 、 正在播放的音樂，也儲存在幕後運作而讓你同時跑多個應用程式的作業系統視窗，macOS、或其他作業系統的指令。第六章將探討應用程式及作業系統。
主記憶體被稱為隨機存取記憶體或 RAM，因為處理器可以快速存取儲存在它裡頭任何地方的資訊，而且，不論儲存於它裡頭的任何地方，存取的速度都一樣快；稍微過於簡化地說，以隨機順序進入記憶體的任何位址存取資訊，都不會有超速罰款。雖然，VCR 錄影帶早就成為老古董了，你可能還記得它們，當你想看一部電影的結尾時，你必須從最開頭的地方快速進帶（其實應該說是慢慢地進帶！），這稱為循序存取（sequential access）。
大多數的 RAM 是依電性記憶體（volatile memory，或譯「易失性記憶體」），亦即若關閉電源，它的內容就消失了，你將突然間失去當下執行中的所有資訊，所以，你應該經常儲存你正在執行中的工作，尤其是在使用桌上型電腦時，絆到電源線而導致關閉電源，可能發生慘劇。
你的電腦有固定量的主記憶體，其容量的衡量單位是位元組，一個位元組的記憶體量大到足以容納一個字符如 W 或 @，或是一個小數字如 42，或一個較大數值的一部分。第二章將說明在記憶體及電腦的其他部件中如何表述資訊，因為這是電腦運算的基本課題之一。現下，你可以把記憶體想成一個由許多相同的小盒子組成的一個大集成體，小盒子的數量上達幾十億個，每個小盒子能容納一小量的資訊。
什麼是容量？我現在使用的筆記型電腦有 80 億個位元組，或 8 個吉位元組（gigabyte，簡寫為 GB）的主記憶體，這容量可能太小了，因為愈多的記憶體通常能轉化為更快的電腦運算，對於所有想同時使用主記憶體的程式來說，容量永遠嫌不足，而且，把一個不活動的程式的某些部分移出，騰出空間給別的程式，這需要花些時間。若你想要讓你的電腦運轉得更快，最佳策略可能是購買更多的 RAM――前提是，你的電腦的記憶體可以升級的話，有些電腦的記憶體是不能升級的。
——本文摘自《普林斯頓最熱門的電腦通識課》，2022 年 2 月，商業周刊。
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鄭國威 Portnoy
deborahroberson86
A.H.
