Transcript 計算機概論

最新計算機計概
第1章 導論
1-1 電腦的歷史
• 中國或古希臘羅馬的算盤
• 法國數學家Blaise Pascal (1623 ~
1662) 在1642年所製造的
Pascaline
• 法國織布工人Joseph-Marie
Jacquard (1752 ~ 1834) 在1801年
所發明的提花織布機
• 英國數學家Charles Babbage
(1791 ~ 1871) 在1830年所提出的
差分機 (difference engine)
• 分析機 (analytical engine)
• 美國科學家Herman
Hollerith (1860 ~ 1929) 在
1890年成功地以自製的打
孔卡片製表機器
• 美國愛荷華州立大學物理
教授John V. Atanasoff與研
究生Clifford E. Berry應用
真空管技術製造了第一部
電子式數位電腦ABC
• 英國數學家Alan Turing在
1943製造COLOSSUS
• 美國哈佛大學數學教授
Howard Aiken在1944年完成
了第一部電子機械式電腦
Mark I
• 賓州大學電機工程系教授
John W. Mauchly和J.
Presper Eckert Jr. 製造了
ENIAC和UNIVAC
• IBM在1953、1954年推出
IBM 701、IBM 650進入商業
電腦市場
第一代電腦 (1951-1958)
• 元件：真空管
• 語言：由0與1所組成的機器
語言
• 速度：2,000IPS
(Instructions Per Second)，
機器時間以ms (10-3) 為單位
• 記憶體：主記憶體為磁蕊
(magnetic core)，輔助記憶
體為打孔紙卡
第二代電腦 (1959-1964)
• 元件：電晶體
• 語言：組合語言或早期的高階
語言，例如FORTRAN、
ALGOL 60、COBOL、APL、
LISP
• 速度：1MIPS (Million IPS) ，
機器時間以μs (10-6) 為單位
• 記憶體：主記憶體為4-32KB的
磁鼓 (magnetic drum) 或磁蕊
(magnetic core)，輔助記憶體
為磁帶 (tape)
第三代電腦 (1965-1970)
• 元件：積體電路 (IC)
• 語言：高階語言，例如Pascal、
ALGOL 68、Basic、SNOBOL、
PL/1
• 速度：10MIPS，機器時間以ns
(10-9) 為單位
• 記憶體：主記憶體為32KB-3MB
的半導體記憶體
(semiconductor memory)
第四代電腦 (1971-現在)
• 元件：超大型積體電路
(VLSI)
• 語言：高階語言，例如C、
Pascal、Basic、C++、Java
• 速度：100MIPS-1BIPS
(Billion IPS)，機器時間以ns
(10-9) 、ps (10-12) 為單位
• 記憶體：主記憶體為3MB以
上的半導體記憶體
(semiconductor memory)
1-2 電腦的類型
• 超級電腦 (supercomputer)
威力最強大的電腦，可以在一秒內處理上兆
個指令，適合從事武器研發、全球性天氣預
測、生物實驗、航太科技、繪製複雜的藝術
圖案等工作
• 大型電腦 (Mainframe)
廣為銀行、保險業、航空業、製造業、政府
單位等機構所使用，但目前已逐漸被功能日
益強大的個人電腦所取代
• 迷你電腦
(minicomputer)
原獲得許多企業用戶
的青睞，但目前已被
個人電腦所取代，知
名的有DEC PDP-8
• 個人電腦 (PC)
目前使用最普遍的電
腦，目前主流的PC作
業平台稱為Wintel PC
• 麥金塔 (Mac)
美國蘋果公司 (Apple)
推出的電腦機種，具有
人性化介面、操作簡便
等優點
• 筆記型電腦 (notebook)
可以隨身攜帶的電腦，
深受商業人士的喜愛
• 網路電腦 (NC)
它有中央處理器和少許記憶體，用
途是連接到電視，讓使用者可以透
過電視連上Internet
• 個人數位助理 (PDA )
一種以手寫輸入或觸控式螢幕來做
輸入的掌上型電腦，分為Palm與其
相容機種及WinCE的Pocket PC
• 平板電腦 (Tablet PC)
新一代可攜式電腦，以可
旋轉螢幕、數位筆手寫輸
入為訴求，大小與形狀類
似超薄的筆記型電腦，重
量不到1.5公斤
• 嵌入式電腦 (embedded
computer)
隱藏於電子產品內部的微
處理器
• 穿戴式電腦 (wearable
computer)
將電腦元件分開成幾個輕
薄短小的部分，中間以纜
線相連，然後放進耳機、
披掛於肩膀或脖子、黏貼
於手臂、手腕或腰際
1-3 電腦系統的組合
1-3-1 硬體
一. 系統單元
二. 輸入裝置
三. 輸出裝置
四. 儲存裝置
1-3-2 軟體
一.
二.
三.
四.
作業系統
應用軟體
公用程式
程式語言
1-4 電腦如何完成任務
我們可以從層級轉換 (levels of transformation) 的
觀點談起，如下圖所示：
• 問題描述
• 演算法
– 精確性 (definiteness)
– 有效計算能力 (effective computability)
– 有限性 (finiteness)
• 程式
• 指令集架構
• 微架構
• 邏輯電路
• 電子電路
未來新趨勢
模式辨認 (pattern recognition)
模糊邏輯 (fuzzy logic)
虛擬實境 (virtual reality)
人工智慧 (artificial
intelligence)
• 自然語言 (natural language)
• 專家系統 (expert system)
• 微科技、奈米科技
(microtechnology、
nanotechnology)
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