Transcript Chapter04

第 4 章 網際網路與全球資訊網
計算機概論
探索電腦2012
學習目標
分辨在桌上型電腦、筆記
型電腦和行動裝置上不同
類型的系統單元
辨別目前市場上各種個人
電腦處理器的特色，並說
明處理器的散熱方式
學會辨識主機板中的
說明處理器內的控制單元
晶片、介面卡和其他元件
機器週期中的4個步驟
和算術邏輯單元，並解釋
定義何謂位元並描述如何
說明程式指令如何載入和
以一串位元來表達資料
離開記憶體
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學習目標
區分不同種類的記憶體
描述擴充槽和介面卡的
分辨連接埠與連接頭的不同，
目的和種類，並能區分
並解釋USB埠、FireWire埠、
各種不同的卸除式快閃
記憶體裝置的插槽
藍芽連接埠、SCSI埠、
eSATA埠、IrDA埠、序列埠
和MIDI埠的不同
說明電腦中各種類型的
解釋電源供應器的目的
瞭解如何清理電腦或行
匯流排
並說明它如何散熱
動裝置內的系統單元
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系統單元 (主機)
• 系統單元
(system unit)是
一個裡面含有電
腦用來處理資料
的電子元件的外
殼，在電腦上常
稱作主機
圖4-1
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系統單元 (主機)
• 桌上型個人電腦的系統單元內部包括：
磁碟機隔間
電源供應器
音效卡
顯示卡
處理器
記憶體
圖4-2
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系統單元 (主機)
• 主機板 (motherboard) 是系統單元中主要的電
路板
– 電腦晶片(chip) 中包含積體電路
圖4-3
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處理器
• 處理器 (processor) 又稱作中央處理器
(central processing unit，CPU)，負責解讀和
執行電腦運作的基本指令
– 處理器包含一個控制單元和一個算術邏輯單元
(ALU)
多核心處理器
雙核心處理器
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四核心處理器
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處理器
圖4-4
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處理器
• 控制單元是處理器內的元件之一，負責指揮和
協調電腦的大多數動作
• 算術邏輯單元 (ALU) 是處理器內的另一個元件，
負責執行算術、比較和其他運算動作
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處理器
• 針對每個指令，處理器會重複一組4個基本動
作，這4個動作組成一個機器週期
圖4-5
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處理器
• 目前大多數的個人電
腦都支援所謂的管線
技術 (pipelining)
– 處理器在前一個指令的
機器週期完成前，會先
開始處理下一個指令
圖4-6
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處理器
處理器內建暫存器，用來暫時存放資料和指令
系統時鐘控制電腦所有運算的時間
• 系統時鐘的速度稱作時脈速度，以GHz
(gigahertz) 為測量單位
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處理器
• 目前個人電腦處理
器晶片的領導廠商
是Intel和AMD
圖4-7
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處理器
• 買新電腦
時應該根
據這台電
腦的使用
規劃來選
擇處理器
圖4-8
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處理器
• 處理器晶片會產生不
少熱能而導致晶片燒
毀
• 需要額外的冷卻功能
– 散熱器
– 水冷技術
圖4-9 – 4-10
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處理器
• 平行處理 (parallel processing) 是同時使用多個處理
器執行單一程式或工作的技術
– 大規模平行處理 (MPP) 架構包含數百數千個處理器
圖4-11
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資料表示法
類比 (analog) 訊號是連續的，其強度和品質一直在不
斷變化
數位 (digital) 訊號只有開 (on) 和關 (off) 兩種狀態
• 大部分電腦是數位的
• 二進位系統 (binary system) 只使用０和１兩種數字
• 位元和位元組
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資料表示法
數字０表示關閉的電子狀態 將8個位元集合成一個單位叫
(電荷不存在)；數字1代表開 做位元組 (byte)。每個位元
啟的電子狀態 (電荷存在)
組可代表在電腦上的1個字元
圖4-12 – 4-13
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資料表示法
• ASCII
(American
Standard Code
for Information
Interchange) 是
最普遍用來表示
資料的編碼系統
圖4-14
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資料表示法
圖4-15
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記憶體
• 記憶體 (memory) 由電子元件組成，負責儲存
準備讓處理器執行的指令、指令所需的資料，
以及資料處理後的結果
• 記憶體儲存的項目基本上有3類：
作業系統和其
他系統軟體
應用程式
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被處理的資料
和結果資訊
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記憶體
• 記憶體中的每個位置都有位址 (address)
• 記憶體容量單位有千位元組 (KB或K)、百萬位
元組 (MB)、十億位元組(GB) 或兆位元組(TB)
圖4-17
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記憶體
• 主機中含有兩種類型的記憶體：
揮發性記憶體
非揮發性記憶體
在電腦沒有電源時內
電腦關機時內容就不見
容還是存在
例子包括ROM、快閃
例子包括RAM
記憶體和CMOS
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記憶體
圖4-18
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記憶體
• 目前RAM晶片的基本類型有3種：
動態RAM (DRAM)
圖4-19
靜態RAM (SRAM)
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磁電阻RAM (MRAM)
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記憶體
• RAM晶片通常位於記憶體模組內並插入主機板
上的記憶體插槽中
圖4-20
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記憶體
• 電腦需要的RAM數量通常依計畫使用的軟體類
型而定
圖4-21
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記憶體
• 記憶體快取 (memory cache) 有助於加快電腦處理的
速度，因為它負責儲存經常使用的指令和資料
圖4-22
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記憶體
唯讀記憶體 (ROM) 是指永久儲存資料和指令
的記憶體晶片
• 韌體 (firmware)
PROM (可程式化唯讀記憶體) 晶片是空白的
ROM晶片，程式人員可永久寫入
• EEPROM的內容可被抹除
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記憶體
• 快閃記憶體可進行電子式清除和覆寫
– CMOS 技術速度快且低耗能
圖4-23
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記憶體
• 存取時間是處理器從記憶體中讀取資料、指令
和資訊所需的時間量
– 以奈秒 (nanosecond) 為測量單位
圖4-24 – 4-25
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擴充槽和介面卡
• 擴充槽是主機板
上可以容納介面
卡的插槽
• 介面卡是加強主
機元件功能或提
供周邊裝置連結
的電路板
– 音效卡和顯示卡
圖4-26
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擴充槽和介面卡
• 隨插即用 (Plug and Play) 功能是電腦可自動
設定介面卡和其他你安裝的週邊裝置
圖4-27
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擴充槽和介面卡
• 常見的卸除式快閃記憶體包括：
– 記憶卡、USB隨身碟和PC Card／ExpressCard模
組
圖4-28
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連接埠和接頭
連接埠 (port) 是週邊裝置與主機連接或通訊的
端點 (有時會改稱插座)
接頭的作用是將纜線與連接埠接合
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連接埠和接頭
圖4-29
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連接埠和接頭
• 筆記型電腦的連接埠分佈在前後和兩側
圖4-30
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連接埠和接頭
圖4-31
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連接埠和接頭
• USB埠可用單一接頭連接最多127個不同的周
邊裝置
– 使用USB集線器可讓單一USB埠連接多個週邊裝置
圖4-32
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連接埠和接頭
• 其他類型的連接埠包括：
Firewire連
接埠
eSATA埠
藍芽埠
SCSI埠
IrDA埠
序列埠
MIDI埠
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連接埠和接頭
藍芽無線連接埠轉接器可將
USB埠轉換成藍芽埠
圖4-33 – 4-34
智慧型手機可透過IrDA連接埠以無
線方式與筆記型電腦通訊
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連接埠和接頭
• 連接埠擴充基座
(port replicator) 是
一種外接式裝置，提
供透過內建在裝置中
的各連接埠能與各周
邊裝置連接
• 銜接站 (docking
station) 是一種與行
動式電腦或裝置連接
的外接式裝置
圖4-35
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匯流排
• 匯流排 (bus) 能
讓主機內外各式
各樣的裝置彼此
通訊
– 資料匯流排
– 位址匯流排
• 字組大小 (word
size)是指處理器
一次同時能解譯
和執行的位元數
目
圖4-36
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匯流排
• 擴充槽連接到擴充匯流排
• 普遍使用的擴充匯流排包括：
PCI
Express
PCI 匯流排
AGP匯流排
匯流排
USB和
PC Card
FireWire
匯流排
匯流排
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擴充隔間
• 擴充隔間(bay) 是
主機中的開放空
間，讓使用者可
加裝更多裝置
– 磁碟機擴充隔間
(drive bay) 通常
用來放置磁碟機
圖4-37
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電源供應器
電源供應器負責把牆上插座的交流電轉換
成直流電
有些外接式週邊裝置需要變壓器，這是一
種外接式電源供應器
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整合
家庭使用者
Intel Core i5或
Intel Core 2 i3或
AMD Athlon II或
AMD Sempron
小型／家庭辦公室
使用者
Intel Core i7或
Intel Core i7 Extreme或
AMD Phenom II或
AMD Athlon II
RAM最小需求量：2 GB
行動使用者
Intel Core i7 Extreme或
Intel Core i7或
AMD Phenom II或
AMD Turion II
RAM最小需求量：2 GB
RAM最小需求量：4 GB
圖4-38
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整合
高階使用者
企業使用者
Intel Xeon或
Intel Core i7或
Intel Itanium或
Intel Core i7 Extreme
AMD Opteron
或AMD Phenom II或
AMD Athlon II
RAM最小需求量：4 GB
RAM最小需求量：8 GB
圖4-38
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保持電腦或行動裝置的清潔
一年至少清理你的電腦或行動裝置一次或兩次
清理電腦或行動裝置前先拔掉電源
用壓縮空氣吹走灰塵
用防靜電拭布清理機殼外面，並使用軟布沾清潔劑擦拭螢幕表面
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本章摘要
記憶體如何儲存
系統單元的元件
資料、指令和資
電腦執行指令時
訊
比較目前市場中
如何清理系統單
各種個人電腦處
元內外
理器
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的運作順序
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第 4 章 網際網路與全球資訊網
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