Computer

Computer計算機

台灣譯作電腦。一台可以實施數學運算的機器。

製作電腦屬於電子系、電機系的專長。台灣的電腦工業，產業結構相當成熟，產品行銷全球。你想的到的電腦零件、電腦成品，例如硬碟、光碟機、記憶體、主機板、螢幕、桌機、筆電、滑鼠等等，都有專門公司在研發。即便是電腦回收商，也堪稱一流。

Program程式

控制電腦運作的指令。

操控電腦屬於資工系的專長。可以分為程式語言、程式設計。

程式語言。人工產物，有嚴謹的規格書，以便精準地控制電腦運作。常用的程式語言，坊間已經充斥大量書籍，網路上已經充斥大量互動式學習資源，學習難度極低，甚至可以無師自通。

程式設計。編寫程式，達成任務。程式語言的學習資料非常多，但是程式設計的學習資料非常少。有些書教你如何把程式寫漂亮，例如code complete；有些書教你如何規劃程式碼，例如head first ooad；但是目前沒有任何一本書是談論如何編寫程式解決問題。對於程式設計，現今世界上仍沒有一套明確的見解，也沒有一條明確的學習路徑。大家現在多半把程式設計當作是一種具有靈性的藝術創作，特別強調天資這回事。

程式設計最近獲得重視。美國業界以及政府正在倡導人人都要有程式思維，規劃學習進度、培育相關師資，進一步推動計算機科學教育。也有研究單位正在探索程式設計的本質，設計適合中小學生學習的程式語言，發掘程式設計如何影響孩童的思考與行為。

想要淺嘗一下程式語言是什麼，可以從HOUR of CODE開始。

想要學習經典的程式語言，例如C++，可以參考《C++ How to Program》等著作以及各種網路資源。

想要通盤概觀程式設計，可以參考Princeton COS 333、Harvard CS50、MIT ./missing-semester課程。

想要進一步深入程式設計，可以參考CMU 15-213、MIT 6.172課程。

想要了解程式語言的流行用途，例如手機APP、網頁設計，可以參考Udacity的程式設計課程、韓國的軟體開發網站。

Compiler

Machine Code機器碼

參照CPU的規格書，讓CPU執行特定工作的二元碼。

從CPU底部的針腳們輸入機器碼，讓CPU執行特定工作。大致流程：一、查詢CPU規格書，查詢特定指令，查詢該指令所用的針腳是哪些，以及其電壓高低。二、根據規格書，調整CPU每根針腳的電壓高低。三、找到啟動指令的針腳，調高電壓（有如按下啟動開關），電流開始流動，CPU執行一個機器碼。四、一個指令有多個機器碼，重新在針腳們輸入機器碼，重新按下啟動開關。

針腳們的電壓視作0和1，電壓高代表1，電壓低代表0。針腳們依序編號，整體視作0和1組成的字串，也就是機器碼。

規律地按下啟動開關，持續地執行每個動作，就像時鐘秒針一樣滴答，就像脈搏一樣跳動，所以取名為「時脈clock」。CPU的工作速度，取決於時脈的速度。

電子學、數位邏輯、計算機組織與結構，這些課程有助於瞭解CPU的細節。

Assembly Language組合語言

讓CPU工作的文字指令。

因為機器碼難讀難懂，所以人類發明了組合語言──使用文字來描述工作指令。再特地打造「組譯器Assembler」，將組合語言變成機器碼。儘管組合語言依然難讀難懂，但是總比機器碼好多了。

CPU廠商，除了提供CPU的規格書，還會提供一套組合語言暨組譯器，方便工程師編寫程式。除此之外，為了避免讓工程師每換一顆新CPU、就跟著換一套組合語言，CPU廠商們也一起約定了組合語言的大致格式，主要有兩套：RISC和CISC。

組合語言、微處理器、嵌入式系統，這些課程有助於瞭解組合語言的細節。

Programming Language程式語言

讓CPU工作的文字指令，擁有特殊句法。

一般說到指令，很容易聯想到「立正、敬禮、稍息」。電腦世界裡面，讓CPU做事情的指令，差不多就是這麼單純。

不過這樣的指令實在太簡單，只能做簡單的工作。遇到複雜的工作，就必須堆疊大量指令，讓事情變得複雜、難以理解。經典範例是流亡台灣的匪軍刺槍術：「氣刀體一致。防右刺！刺！刺！防左刺！刺！刺！防下刺！刺！刺！上擊！衝擊！衝擊！砍劈！橫擊！衝擊！衝擊！砍劈！迴旋！迴旋！」

因為組合語言難讀難懂，所以人類又發明了程式語言──建立了段落、層級、單元等等概念，讓人類能夠宏觀大局，不必浪費力氣鑽細節。再特地打造「編譯器compiler」，將程式語言變成組合語言、再變成機器碼。儘管程式語言依然難讀難懂，但是總比組合語言好多了。

程式語言的理論仍在發展當中。我才疏學淺，無法介紹。大家可以自行上網搜尋相關資源。

Compiler編譯器

將程式語言，變成組合語言，再變成機器碼。

深奧幽玄。如果你確信被什麼東西附身，那麼再來深入研究吧。大家可以自行上網搜尋相關資源。

另外必須提一下LLVM，這是最近幾年的新觀念，大家都在跟進。編譯器的流程中間多了一層：程式語言先變成LLVM，再變成組合語言，再變成機器碼。

LLVM降低了事情的複雜度，讓大家可以分開處理程式語言的特殊細節、基礎結構。程式語言變成LLVM時，解決掉各種不同程式語言的特殊細節。LLVM變成組合語言時，大家就可以直接根據語言結構，實施最佳化。

Interpreter直譯器

即時版本的編譯器，一邊讀取指令，一邊執行指令。

程式語言採用編譯器和直譯器其中一種。C、Java採用編譯器，Python、JavaScript採用直譯器。

直譯器必須建立多餘的組合語言，以處理正在計算的變數。執行時間比較長，但是除錯比較方便。

Database

Database資料庫

存取資料的設備。簡單來說，就是硬碟，存放大量資料的東西。

資料庫可以分成硬體層面和軟體層面。硬體層面的經典主題，例如備份與還原、鏡像與同步、容錯等等。通常學校課程不會教到，相關技術已被商業壟斷。

軟體層面的經典主題，例如資料庫架構：資料的格式以及存取資料的模式。資料庫正規化：歸類資料的方式。資料庫查詢語言：查詢資料的指令。學校課程就會教到。

除了存儲資料以外，通常我們還想靈活運用資料，例如資訊檢索、資料探勘、資料視覺化，從資料庫當中挖掘訊息、產生報表，為己所用。最近媒體吹捧的口號大數據就是活用資料庫的意思。

資料庫是相當務實的學問。國民的戶政財政資料、線上文章音樂影片、打卡訂票、字典圖書等等，資料庫無所不在。稍具規模的公司行號，就需要資料庫儲存資料。理所當然地，當今世上規模最大的軟體公司，就是資料庫公司Oracle。資料庫是資工系必修學科，就連公務員考試也要考資料庫，重要程度可見一斑。

知名工具MySQL、MongoDB、Elasticsearch、Redis。

Information System資訊系統

資料庫系統加強版，供人分享資訊。用來收集、儲存、處理資料，甚至統計、分析、預測資料。

例如管理資訊系統Management Information System。運用電腦的儲存能力、傳輸能力，簡化公司行政管理流程，減少人工工作份量。諸如人員上下班簽到、會議室登記、會計財務、表單文件、……等等，都可以透過電腦來處理，增加公司的營運效率。另外還有ERP企業資源規劃、CRM客戶關係管理、SCM供應鏈管理、……等等，讓公司確切掌握資源、衡量成本。

MIS是為了減少成本而生──開發軟體、建構硬體的成本，低於雇用人力、管理資源的成本。有錢的大企業找專業公司打造MIS，沒錢的小公司雇用程式設計師自造MIS。雖然老闆都想導入MIS來省錢，但是MIS是不是方便合用，那又是另外一回事了。

另外，在台灣，MIS也經常是指負責維護這套系統的工作職位。系統上的疑難雜症，就找MIS處理，類似工友。

Knowledge-based System知識系統

資訊系統加強版，組織資料，梳理思路，奠定架構，供人活用知識。

目前尚無知名成果，關鍵字也許是semantic web和semantic reasoner。演算法也許是Rete algorithm。

Search Engine搜尋引擎

從資料庫當中尋找資料的工具，已經變成現代人不可或缺的工具。遇到不明白的事情，馬上用手機上網搜尋一下資料。

我們往往希望找到最精準、最重要、最完善的資料。因此搜尋引擎的排名結果，變成大家最關注的事情。搜尋引擎製作者致力於提供好的排名，好的排名使得大家更容易汲取知識。然而排名有時候也是一種變相的資訊鉗制。搜尋引擎公司可以藉由調整排名，控制你對世界的看法。

大家重視排名，進而發展出「搜尋引擎最佳化」的概念：如何調整自家網站的內容，以提高排名？提高排名有益於提高公司曝光度、增加生意。大公司甚至花錢請搜尋引擎公司幫忙提高排名。搜尋引擎公司為了在道德和利益之中取得平衡，轉而提供了廣告機制，在搜尋結果當中，把大公司的網站放在第一名的上面，皆大歡喜。

Network

Network網路

簡單來說，就是多地之間的訊息傳送機制。

網路分為硬體層面和軟體層面。硬體層面屬於電子電機電信通訊科系的專長，台灣業界的技術相當傑出，新知多半不在學界、而在業界。經典主題如下：

一、通訊媒介：電流（網路線、電話線）、電波（無線網路、RFID）、光波（光纖）。

二、電路設計：協定、封包、編碼、串流、多工、分流。

三、網路佈署：衛星、基地台、AP、電纜。

軟體層面屬於資管資工科系的專長，已有豐富的教材，但是只有觀念、沒有實務，大家都是自己亂搞。經典主題如下：

一、網路管理。細分為網路環境（IP、DNS、區域網路、設備維護）、網路服務（帳戶權限、流量監控、資源整合）、網路安全（firewall、VPN、proxy）。順帶一提，台灣人把網路管理、系統管理通通當作同一件事情，叫做資訊系統管理。

二、網路程式設計。編寫程式控制訊息傳輸，諸如廣播、路由。已有經典著作、中文翻譯、程式範例。知名函式庫如Asio。知名應用如即時通訊軟體、社群網站、影音網站、自動線上更新、即時轉播、P2P軟體。

三、網路攻防。鑽研網路與作業系統的運作細節，是「資訊安全」領域之中的重要環節。台灣現況是由台大、交大、台科大在學學生主導，而台灣業界的技術似乎還停留在十五年前的水平：網路封包分析、弱點掃描（從檔案裡搜尋關鍵字）。

四、網路理論。研究網路結構的數學性質。例如link analysis、queueing theory。知名應用如社交網路分析、學術搜尋。

Distributed System分散式系統

有了網路之後，資料不必齊聚一地，而是分散各處，再利用網路互通有無。

分散式系統有一個極重要的特色是「分散式計算」：運用多台電腦，分工合作處理資料，又快又好。相關工具有Apache Spark、Apache Flink，是當前的研究熱點。

將來甚至可以實現：資料不必儲存在自己的電腦，而是儲存在別處的資料庫。以後的電腦和手機，只要具備輸入、輸出、連線、充電的功能就足夠了，至於儲存、計算的功能通通交給大型伺服器叢集。藉由分散式系統迅速取得資料，藉由分散式計算迅速得到計算結果。

Operating System

Operating System作業系統

整合所有電腦功能，方便人類操控的系統。有名的作業系統如Microsoft Windows、Mac OS、Linux、Android。使用作業系統，應該不必介紹，熟能生巧。開發作業系統，有如工程建設，細節繁複。

想要學習如何使用作業系統，Microsoft Windows大家都是自己摸索、科普書籍、社會大學、電腦才藝班；Linux可以參考鳥哥的Linux私房菜。

想要學習如何開發作業系統，把Unix Programming、Linux Kernel摸個精通就差不多了。也有人從xv6起步。儘管開發作業系統是資工系必修課程，但是幾乎所有台灣學校只教觀念、不教實務，有教等於沒教。所幸坊間已有大量書籍與課程，可以自學。

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Embedded System嵌入式系統

把電腦安裝在電子設備裡面，用電腦控制電子設備。

台灣的電子產業不同凡響，產品行銷全球（先進國家不想碰的吃力不討好的高汙染工作，台灣撿來做）。受到電子產業庇蔭，嵌入式系統獲得發展契機。有了嵌入式系統的學問，就能用電腦控制電子設備；接著配合演算法的學問，就能完成各式各樣的神奇任務。

學習嵌入式系統，可從單板微控制器、單板機、微控制器（單晶片、单片机）、微處理器（中央處理器）下手。

單板微控制器。例如Arduino Uno。

單板機。例如Raspberry Pi。

微控制器。例如MCS-51（8051）、PIC、STM32，高職電子科的課程內容。

微處理器。例如公司ARM和Intel、指令集RISC與CISC、架構ARM與MIPS，大學電機系的課程內容。

User Interface

User Interface使用者介面

電腦與人類溝通的介面。發展歷程是讀卡機、文字介面、圖形介面、實體介面。

台灣完全沒有相關課程。即便是經典的文字介面、圖形介面，台灣也沒人談論設計原理。光是使用別人已經設計好的、完善俱全的函式庫，大多數人就已經油盡燈枯了。

Human–Computer Interaction人機互動

研究人與機器如何互動，然後設計機器、設計互動模式。稍微脫離了計算機科學的範疇。

台灣最近才有相關課程。雖然資工系有名稱類似的實驗室，事實上卻把重心放在手機APP、觸控螢幕、電子書等等，你懂的。所幸台灣的電子界和設計界相當傑出，仍有人努力研究。

http://code.arc.cmu.edu/
http://www.designinterface.jp/en/projects/
✔7 Things you didn't know existed

Software

Software軟體

達成特定任務的程式。電腦軟體，就是在個人電腦上面執行的軟體。手機APP，就是在手機上面執行的軟體。

軟體開發。需要學習程式設計，學習現成工具，學習經驗觀念。諸如軟體開發框架Struts/Spring/Hibernate，程式設計觀念coding convention/defensive programming/OOAD/refactoring，專案管理觀念UML/git/testing/code review/DevOps/CI/CD/PMP。族繁不及備載。

軟體工程。旨在研究如何開發軟體，但是很少人以科學方式進行研究，多半是經驗談，是個嘴砲成分很高的領域。現時流行的方法，往往是媒體炒作出來的，而不是受到嚴謹考驗後的適存者。反正出錯了也不會死人、也不會被告，只要發布更新就好，導致大家隨興亂搞一通。

Hardware硬體

達成特定功能的機械。電腦就是一種硬體。

Firmware韌體

寫死在硬體裡面的軟體，令硬體運作。

請參考嵌入式系統。