Chapter04

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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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第 4 章 網際網路與全球資訊網
計算機概論
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