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電腦與資訊時代
鄭沂承 帥哥
電腦管理資訊的時代

數位化的資訊傳遞行為
eBook E-mail BBS
Net meeting IP phone MSN


資訊:資料->資料處理->資訊
電腦:處理資訊的最佳工具
具高速處理，通訊與超大量儲存的
特點
電腦的用途（一）


科學計算
大量儲存
使用光學、磁力儲存裝置

通訊能力
ex: NetMeeting

辦公室自動化（ＯＡ）
電子檔案代替紙張
電子表格代替傳統的財務報表
網路傳送檔案代替傳真機

金融商務
信用卡支付、ATM自動櫃員機、股市資訊
電腦的用途 (二)

電子化政府
申報賦稅、線上戶政資料申請

交通管理
ex: 控制紅綠燈燈號


遠距教學
電腦輔助設計(CAD)
圖樣數位化後精密度可靠、方便傳送、儲存與修改
電腦的用途 (三)

電腦輔助製造(CAM)
機械手臂、汽車與電子元件的裝配，減低人工成本

影視娛樂
看電視、玩電動、聽廣播
MP3(MPEG Layer 3):是由ISO以及MPEG共同制定
的一種語音編碼標準，可以極小失真率
電腦系統三元素

硬體
構成電腦的電子設備與機械設備

軟體
在硬體基礎上執行的作業系統及程式等

使用者
操作電腦的人
軟體分類

系統軟體
沒安裝任何軟體的電腦稱為裸體，且裸機是
不能工作的
功能:
提供環境讓應用軟體可在此環境使用
ex: 作業系統、系統公用程式
管理電腦的資源及電腦上執行的應用軟體

應用軟體
簡報軟體、程式設計、資料庫管理、電子試算表等
週邊裝置與主機

週邊裝置
廣義:除了記憶體、CPU之外的所有裝置，都可列為
週邊裝置
狹義: 用來輔助電腦工作的非必要裝置
ex: 鍵盤、滑鼠、螢幕、印表機等

主機
廣義:機殼內所有元件
狹義:含CPU與記憶體
電腦系統五大單元
輸入單元
記憶單元
CPU
算數邏輯單元
控制單元
輸出單元
輸入單元

電腦系統獲得外界資料的通道，
負責把外部資料轉成數位資料
ex: 鍵盤可將敲擊動作轉為電腦
的字元編碼

輸入裝置
鍵盤、滑鼠、手寫裝置、掃描器、網
路攝影機、麥克風……
記憶單元

作用包含長久儲存資料、協同CPU運
算、資料傳輸的通道，以及資料交換
與共享
ex: 硬碟、USB、MO

階層記憶體系統
快取記憶體(cache)
容量數十KB至數MB，價格最貴
主記憶體(main memory)
容量數百MB至數GB，價格較低，以模組為單位
輔助記憶體(secondary memory)
容量從數十、數百GB，甚至數TB不等 ex: 硬碟
算數/邏輯單元


電腦中資料都是以二進位儲存和
處理，所以無論是處理文字、圖
片、聲音，對電腦來說都是一種
運算
可以根據程式要求，完成加、減、
乘、除的運算以及NOT、AND、
OR邏輯運算
控制單元



負責指揮各單元間的資料傳送，
以及對指令進行解碼(decode)
將操作數據送至算數邏輯單元，
以及指揮算數邏輯單元執行指令
要求的運算
再根據結果擷取下一指令，並重
複解碼、運算，直到程式執行完
畢
輸出單元


由於電腦內部使用二進位電子訊
號處理資料，所以為了將處理結
果呈現給使用者看，就需要透過
輸出裝置轉換成可看見的文字、
影像、聲音等
輸出裝置
顯示器(分CRT、LED顯示器) 、印表機、喇
叭
電腦分類 (一)

超級電腦(super-computer)
主要應用在大量的計算上，電腦處理的工作
量只取決於電腦的執行速度

用途
軍事: 模擬核子爆炸、計算飛彈彈道
非軍事: 氣象預測、生化科技、基因計算

超級電腦一般採用多CPU平行處理架
構
電腦分類 (二)

大型電腦(mainframe)
具較強的處理能力，可同時提供許多人使用
電腦資源，主要在處理輸入為主的應用，且
由多顆CPU組成

適用於需求快速處理資料者，常
擔任伺服器的角色
ex: 銀行、保險公司、航空公司
電腦分類 (三)

迷你電腦(minicomputer)
由於大型電腦對中小企業過於昂
貴，加上他們也不需要那麼強大
、
的性能，於是設計出迷你電腦
ex: IBM AS400、RS600
電腦分類 (四)

個人電腦(personal computer ;
PC)
桌上型電腦(desktop computer)
筆記型電腦(laptop computer/notebook)
適合移動辦公使用
掌上型電腦(handheld computer)
可方便放在上衣口袋攜帶，提供行事曆、電子郵件、
網路通訊等
多使用GPRS或無線網路連接到網際網路
基本邏輯閘


數位系統中最基本的運算就是邏輯運
算，負責邏輯運算最基本的元件就是
邏輯閘
除了布林代數中之基本運算子 NOT、
OR、AND之外，還有NOR、 NAND、
EXCLUSIVE OR 、 EXCLUSIVE
NOR等邏輯閘，方便電路上的應用，
統稱為基本邏輯閘。
NOT Gate

反閘(NOT Gate)是專門負責反相
運算的邏輯閘，它有一個輸入端
和一個輸出端，輸出端的狀態永
遠與輸入端相反，電路符號及真
值表如下圖所示
OR Gate (一)


或閘(OR Gate)是專門負責或運
算的邏輯閘，有兩個以上的輸入
端和一個輸出端
當任何一個輸入端為邏輯1時，
輸出端必為邏輯1，僅在輸入端
全部為邏輯0時，輸出端才會為
邏輯0
OR Gate(二)
AND Gate (一)


及閘(AND Gate)是專門負責及運
算的邏輯閘，它有兩個以上的輸
入端和一個輸出端
當任何一個輸入端為邏輯0時，
輸出端必為邏輯0，僅在輸入端
全部為邏輯1時，輸出端才會為
邏輯1
AND Gate (二)
NOR Gate (一)


反或閘(NOR Gate)是專門負責反
或運算的邏輯閘，它的功能相當
於OR閘的輸出端加一個NOT閘，
有兩個以上的輸入端和一個輸出
端
當任何一個輸入端為邏輯1時，
輸出端必為邏輯0，僅在輸入端
全部為邏輯0時，輸出端才會為
邏輯1
NOR Gate (二)
NAND Gate (一)


反及閘(NAND Gate)是專門負責
反及運算的邏輯閘，它的功能相
當於AND閘的輸出端加一個NOT
閘
當有兩個以上的輸入端和一個輸
出端，當任何一個輸入端為邏輯
0時，輸出端必為邏輯1，僅在輸
入端全部為邏輯1時，輸出端才
會為邏輯0
NAND Gate (二)
EXCLUSIVE OR Gate (一)

互斥或閘(EXCLUSIVE OR Gate)
可由OR閘、AND閘、NOT閘組
合而成如下圖
EXCLUSIVE OR Gate (二)


僅有兩個輸入端和一個輸出端
當兩個輸入端的狀態相同時，輸出端
必為邏輯0，兩個輸入端的狀態不相
同時，輸出端才會為邏輯1
EXCLUSIVE NOR Gate (一)

反互斥或閘又可稱為互斥反或閘
(EXCLUSIVE NOR Gate) ，如下圖
EXCLUSIVE NOR Gate (二)


僅有兩個輸入端和一個輸出端
當兩個輸入端的狀態相同時，輸
出端必為邏輯1，兩個輸入端的
狀態不相同時，輸出端才會為邏
輯0
歸納與整理 (一)


反閘(NOT Gate)
輸出端的狀態永遠與輸入端相反
或閘(OR Gate)
任何一個輸入端為邏輯1時，輸
出端必為邏輯1
僅在輸入端全部為邏輯0時，輸
出端才會為邏輯0
歸納與整理 (二)


及閘(AND Gate)
任何一個輸入端為邏輯0時，輸出端
必為邏輯0
僅在輸入端全部為邏輯1時，輸出端
才會為邏輯1
反或閘(NOR Gate)
任何一個輸入端為邏輯1時，輸出端必
為邏輯0
僅在輸入端全部為邏輯0時，輸出端才
會為邏輯1
歸納與整理 (三)

反及閘(NAND Gate)
任何一個輸入端為邏輯0時，輸出端
必為邏輯1
僅在輸入端全部為邏輯1時，輸出端
才會為邏輯0

互斥或閘(EXCLUSIVE OR Gate)
當兩個輸入端的狀態相同時，輸出端
必為邏輯0
兩個輸入端的狀態不相同時，輸出端
才會為邏輯1。
歸納與整理 (四)

反互斥或閘又可稱為互斥反或閘
(EXCLUSIVE NOR Gate)
當兩個輸入端的狀態相同時，輸
出端必為邏輯1
兩個輸入端的狀態不相同時，輸
出端才會為邏輯0。
迪摩根定理

第一定理
兩變數或運算後反相等於變數先
反相後再做及運算

第二定理
兩變數及運算後反相等於變數先
反相後再做或運算
結論

綜合迪摩根第定理，我們可以歸
納出一個原則
當AND閘、OR閘互換時，輸入
及輸出端都加上NOT閘即可
(口訣：
AND閘變OR閘；OR閘變AND閘，
頭尾 加NOT閘。)
二進位表示法
簡易二進位轉十進位
10110101.11012所對應的十進位數為181.8125
簡易十進位整數轉二進位

十進位181所對應的二進位數為
101101012
範例:
十進位-41轉成二進位00101001，變成補數11010110。
一補數轉十進位
二補數表示法

給定一個十進位數值，轉換成它
的二補數表示法步驟如下：
範例:
40和-40的二補數表示法為何？
二補數轉十進位
二
補
數
表
式
法
與
數
值
的
對
應
關
係
二補數表示法的兩正數相加
二補數表示法的一正一負相加，
且結果為正
二補數表示法的一正一負相加，
且結果為負
二補數表示法的兩負數相加
二補數表示法的兩正數相加
結果超過正數儲存範圍
END