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按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,計算機概論,第04章記憶單元與輸出入單元,計算機概論第04章記憶單元與輸出入單元,1,4-1記憶體分類,依照CPU可否直接存取來分,主記憶體,輔助記憶體,依照存取方式來分,循序存取,隨機存取,4-1記憶體分類依照CPU可否直接存取來分,2,4-2主記憶體,用來存放正要執行程式與資料的處所。,磁蕊,唯讀記憶體,隨機存取記憶體,4-2主記憶體用來存放正要執行程式與資料的處所。,3,4-2-1磁蕊,在半導體記憶體發明前，大部分電腦中的主記憶體，由王安博士發明。,磁蕊屬於非揮發性(non-volatile)記憶體，沒有驅動電流時，其磁性仍能保持，故資料不會消失。,磁蕊屬於破壞性讀取(DRO，destructive read out)記憶體，讀取後會破壞原有資料。,4-2-1磁蕊在半導體記憶體發明前，大部分電腦中的主記憶體，,4,4-2-2唯讀記憶體,名稱,元件,資料寫入方式,資料抹除方式,Mask ROM,Diode,廠商直接製作在晶片上,無法抹除,PROM(Programmable ROM),Fuse,用燒錄器以25V電壓燒錄,無法抹除,EPROM(Erasable PROM),MOSFET,用燒錄器以25V電壓燒錄,照射紫外線,EEPROM,E2PROM(Electronic EPROM),MOS,直接用+5V電壓寫入,直接用+5V電壓抹除,Shadow RAM(NOVRAM),RAM與EEPROM,直接用+5V電壓寫入,直接用+5V電壓抹除,Flash memory,CMOS EPROM,直接用+5V電壓寫入,直接用+5V電壓抹除,4-2-2唯讀記憶體名稱元件資料寫入方式資料抹除方式Mask,5,4-2-3隨機存取記憶體,這種記憶體中的資料可用一般電壓讀寫，同時切斷電源後資料會消失，屬於揮發性(volatile)記憶體,記憶體存取週期,RAM的特性,4-2-3隨機存取記憶體這種記憶體中的資料可用一般電壓讀寫，,6,4-2-3隨機存取記憶體,DRAM種類,SDRAM(Synchronous DRAM),DRDRAM(Direct Rambus DRAM),DDR SDRAM(Double Data Rate SDRAM),DDR2,4-2-3隨機存取記憶體DRAM種類,7,4-3輔助記憶體種類,磁碟機,硬碟機,磁鼓,磁帶機,光碟機,磁泡,4-3輔助記憶體種類磁碟機,8,4-3-1磁碟機,為目前常見的輔助記憶裝置。一般可分為抽取式的軟式磁碟機與磁片固定密封式的硬碟機。,4-3-1磁碟機為目前常見的輔助記憶裝置。一般可分為抽取式的,9,4-3-1-1磁碟機的儲存方式,磁碟儲存單位如下：,磁軌,磁區,磁柱,表面,磁簇,4-3-1-1磁碟機的儲存方式磁碟儲存單位如下：,10,4-3-1-2軟碟機,置入軟性磁片，容量小但可隨時更壞。,部位名稱,中央孔,記錄窗,防寫缺口,索引孔,磁軌密度單位,48TPI:360KB,5.25”,96TPI:1.28MB,5.25”,135TPI:1.44MB/720KB,3.5”,4-3-1-2軟碟機置入軟性磁片，容量小但可隨時更壞。,11,4-3-1-3磁軌儲存密度,單密度磁片,雙密度磁片,高密度磁片,4-3-1-3磁軌儲存密度單密度磁片,12,4-3-1-4儲存表面,單面,雙面,4-3-1-4儲存表面單面,13,4-3-1-5磁碟容量,5.25”雙面雙密度(2DD),360KB=2面*40軌/面*9區/軌*512位元組/區,5.25”雙面高密度(2HD),1.2MB=2面*80軌/面*15區/軌*512位元組/區,3.5”雙面雙密度(2DD),720KB=2面*80軌/面*9區/軌*512位元組/區,3.5”雙面高密度(2HD),1.44MB=2面*80軌/面*18區/軌*512位元組/區,4-3-1-5磁碟容量5.25”雙面雙密度(2DD),14,4-3-1-6格式化,空白磁片必須在磁碟上將磁區劃分出來，才能開始儲存資料。,4-3-1-6格式化空白磁片必須在磁碟上將磁區劃分出來，才能,15,4-3-1-7虛擬磁碟,在主記憶體中劃分一塊區域，模擬成磁碟機，就是虛擬磁碟機。,4-3-1-7虛擬磁碟在主記憶體中劃分一塊區域，模擬成磁碟機,16,4-3-1-8高容量軟碟,LS-120,1.44MB、120MB,ZIP,100MB、250MB,Jaz,1GB,4-3-1-8高容量軟碟LS-120,17,4-3-2硬碟機,硬碟機的磁碟片通常由平行的數片硬碟密封在金屬盒中，每一面上皆有一個讀寫頭可以存取資料，但是進行讀寫之前還是需要移動讀寫頭到正確磁軌上，才能存取磁區的資料。,4-3-2硬碟機硬碟機的磁碟片通常由平行的數片硬碟密封在金屬,18,4-3-2-1硬碟機的種類,可移磁碟組（removable-pack disk）可由硬碟機中取出更換的磁碟組（diskpack）。,溫徹斯特磁碟（Winchester disk）磁碟是固定不可更換的硬碟（fixed disk）。,4-3-2-1硬碟機的種類 可移磁碟組（removable-,19,4-3-2-2硬碟的讀寫方式,固定碟頭（fixed head）讀寫頭不能移動，每一磁軌有一特定磁頭。,移動磁頭（moving head）每一磁碟表面一個磁頭，磁頭可以在其表面上移動到任一磁軌存取資料。,4-3-2-2硬碟的讀寫方式 固定碟頭（fixed head,20,4-3-2-3磁碟存取速度,磁碟存取時間=搜尋+旋轉+資料傳輸時間,搜尋時間（seek time）,旋轉時間（rotation time）,資料傳輸時間（data transfer time）,資料傳輸率單位時間內可以從磁碟讀寫之資料量,RPM或RPS磁碟的轉速單位，以每秒或每分旋轉幾圈。,4-3-2-3磁碟存取速度 磁碟存取時間=搜尋+旋轉+資料傳,21,4-3-2-4磁碟的優缺點,優點：,儲存容量大，目前可以到數個甚至數十GB。,存取速度快且可以隨機存取（random access）。,可以讀取與寫入同時進行。,資料損壞時，可以進行修復。,缺點：,設備成本高。,儲存環境比其他設備要求嚴格。,4-3-2-4磁碟的優缺點優點：,22,4-3-2-5常見磁碟機與光碟機介面標準,IDE,早期經濟的磁碟機介面，速率只到3MB/sec,一條排線只能接兩台硬碟機，容量在504MB。,EIDE為加強後的新標準，容量可達2.1GB以上。,EIDE支援LBA，讓存取高容量磁碟成為可能。,SCSI,價格較貴，但擴充性強，傳輸速率佳。,可連接7至15個外接裝置，且硬碟大小不受限制。,WIDE Ultra SCSI：40MB/sec,Wide Ultra2 SCSI：80MB/sec,SATA,為新一代的傳輸規格，速度快，價格低廉。,4-3-2-5常見磁碟機與光碟機介面標準 IDE,23,4-3-3磁鼓,這是一種比較老舊的記憶裝置，在一金屬圓柱體的周圍表面上分佈有多條平行的磁軌（track），每條磁軌又可等分為固定數量的磁區（sector），在圓柱體表面可以磁頭讀取磁區資料，讀寫方式與磁碟相似，其讀寫頭型態也分成固定與移動兩種形式。,4-3-3磁鼓這是一種比較老舊的記憶裝置，在一金屬圓柱體的周,24,4-3-4磁帶機,這是在一條寬1/2英吋的膠帶（Mylar）表面上塗上磁性物質來記憶資料。,4-3-4磁帶機這是在一條寬1/2英吋的膠帶（Mylar）表,25,4-3-4-1磁帶形式,盤式（reel）,匣式（cartridge）,卡式（cassette）,4-3-4-1磁帶形式盤式（reel）,26,磁帶特性,有7到9條磁軌,循序存取裝置,Bpi-指每一英吋磁帶所能儲存的位元組個數,IRG-用做磁帶的起動與停止之緩衝距離,區段編組-區段因子,磁帶特性有7到9條磁軌,27,4-3-4-8磁帶上常用的保護措施,內部標頭標記（internal hearder label）在磁帶開頭寫入一個標記，記錄識別標記，以防止掛錯磁帶。,檔案保護環（file protect ring）將磁帶中央的保護環取下時，則磁帶具有防寫功能，無法進行寫入之工作。,4-3-4-8磁帶上常用的保護措施內部標頭標記（intern,28,4-3-4-9磁帶的優缺點,優點,儲存量大，成本低，適合當成備份儲存裝置。,可以重覆使用。,區段編組可以使存取速度加快。,缺點:,只能循序存取。,若有資料損壞，則會影響其中資料的存取，且不易修復。,內容更新時，必須將整個磁帶中的資料抄到另一個磁帶上。,4-3-4-9磁帶的優缺點優點,29,4-3-5光碟機,這是用光學雷射原理儲存高密度之儲存裝置，在光碟機的運用規格上，X是傳輸率倍數的意思，所謂的幾倍速則是和第一代的CD-ROM或是DVD-ROM相比。,4-3-5光碟機這是用光學雷射原理儲存高密度之儲存裝置，在光,30,4-3-5-1CD-ROM(Compact Disk ROM),是一種唯讀式的光碟機，以螺狀軌道(spiral groove)儲存資料，資料都是儲存在高能雷射所燒的小孔上，目前一般的廠商出版的VCD幾乎都是以這種方式製作。,4-3-5-1CD-ROM(Compact Disk ROM,31,4-3-5-2WORM(Write-Once-Read-Many),這是一種只能寫入一次，讀取多次的光碟，又稱為CD-R或可抹除式光碟機（CD-recorder），CD-R碟片根據記錄層使用的有機染料不同可分爲三種：綠片、金片和藍片。,4-3-5-2WORM(Write-Once-Read-Ma,32,4-3-5-3WMRA(Write-Many-Read-Always),這是一種可以寫入多次，讀取多次的光碟，又稱Rewritable Optical Disk或可抹除式光碟機（CD-RW），可以重複燒錄 1000 次左右。,4-3-5-3WMRA(Write-Many-Read-Al,33,4-3-5-4MO-Disk,這是一種可讀寫的光碟機，常見容量為230MB、640MB等，甚至可以到5.2GB，其存取速度較快，但是一般所用MO碟片單價較高。,4-3-5-4MO-Disk這是一種可讀寫的光碟機，常見容量,34,4-3-5-5DVD,就是數位影音光碟，這是一種光碟儲存標準，使用頻率較高、波長較短的雷射光，以便讀取較小的凹洞，故儲存密度較一般CD-ROM為高。,4-3-5-5DVD就是數位影音光碟，這是一種光碟儲存標準，,35,4-3-5-5DVD,數位影音光碟,DVD-Video,應用 MPEG-2 壓縮技術儲存高品質的影像和聲音,數位音響光碟,DVD-Audio,可提供更高品質及長度更長的音樂,唯讀型數位多功能光碟,DVD-ROM,用做儲存電腦資料的媒介可提供比 CD 更大的儲存空間及更快的讀取速度,寫一次型數位多功能光碟,DVD-R,僅可寫入一次，可以重覆讀取但不可重覆寫入,重複讀寫數位多功能光碟,DVD+RW/DVD-RW,可以重覆寫入及讀取,4-3-5-5DVD數位影音光碟DVD-Video應用 MP,36,4-3-5-5DVD,光碟片名稱,DVD-5,DVD-9,DVD-10,DVD-18,層數面數,單層單面,雙層單面,單層雙面,雙層雙面,儲存容量,4.7GB,8.5GB,9.4GB,17GB,影片長度,135min,240min,270min,480min,4-3-5-5DVD光碟片名稱DVD-5DVD-9DVD-1,37,4-4記憶體階層,記憶體層次,存取方式,特點,4-4記憶體階層記憶體層次,38,4-4-1記憶體層次,4-4-1記憶體層次,39,4-4-2存取方式,4-4-2存取方式,40,4-4-3特點,愈上層的記憶體存取速度愈快。,愈上層的記憶體成本愈高，因此基於成本考量，通常容量較小，因此用來存放較常用的少量資料，以提高平均存取速度。,4-4-3特點愈上層的記憶體存取速度愈快。,41,4-5 輸出入單元,電腦的輸出入單元，亦稱週邊裝置(peripheral devices)，這是電腦在CPU與主記憶體之外，用來儲存、輸出或輸入資料的裝置。,循序存取裝置（sequential access devices）,直接存取裝置（direct access devices）,4-5 輸出入單元電腦的輸出入單元，亦稱週邊裝置(perip,42,4-5 輸入裝置,文字輸入裝置,圖形座標輸入裝置,光學字元辨識,磁性墨水字元閱讀機,語音辨識,4-5 輸入裝置文字輸入裝置,43,4-5-1文字輸入裝置,鍵盤,讀卡機,紙帶閱讀機,4-5-1文字輸入裝置鍵盤,44,4-5-2圖形座標輸入裝置,滑鼠,搖桿,軌跡球,光筆,數位板,4-5-2圖形座標輸入裝置滑鼠,45,4-5-2圖形座標輸入裝置,觸控式螢幕,圖形掃描器,4-5-2圖形座標輸入裝置觸控式螢幕,46,4-5-3光學字元辨識,光學記號閱讀機,光學字元閱讀機,手寫輸入,光學碼,4-5-3光學字元辨識光學記號閱讀機,47,4-5-4磁性墨水字元閱讀機,這種技術通常用在支票上，以特殊的磁性墨水印出字元，來表示這張支票的相關資訊。支票進行交換或其他處理時，可以用MICR進行快速的排序處理，以加快作業速度，同時避免發生錯誤。,4-5-4磁性墨水字元閱讀機這種技術通常用在支票上，以特殊的,48,4-5-5語音輸入,就是由電腦辨識人的語音，再轉成各種資料形式。不過目前技術尚沒有成熟。也就是說，輸入者不能說得太快以致影響辨識，同時輸入者必須先訓練語音輸入系統習慣其語調，才能正確輸入。,WAV,MIDI,MP3,Real Audio,4-5-5語音輸入就是由電腦辨識人的語音，再轉成各種資料形式,49,4-6輸出裝置,較早期的輸出裝置,視訊顯示器,顯示介面,印表機,繪圖機,電腦輸出微縮影片,語音輸出,4-6輸出裝置較早期的輸出裝置,50,4-6-1較早期的輸出裝置,打卡機,紙帶打孔機,電傳打字機,4-6-1較早期的輸出裝置打卡機,51,4-6-2視訊顯示器,陰極射線管(CRT),平面顯示器,4-6-2視訊顯示器陰極射線管(CRT),52,4-6-3顯示介面,這是影響視訊顯示品質的另一項重要因素，也就是顯示介面越好，越能發揮較佳視訊顯示裝置的長處。,4-6-3顯示介面這是影響視訊顯示品質的另一項重要因素，也就,53,4-6-3-1顯示介面好壞的影響因素,解析度,顏色數,記憶體,加速能力,4-6-3-1顯示介面好壞的影響因素解析度,54,4-6-3-2常見顯示介面,MGA,CGA,EGA,VGA,Super VGA,XGA,True Color,4-6-3-2常見顯示介面MGA,55,4-6-4印表機,印表機的種類,印表機使用的單位,4-6-4印表機印表機的種類,56,4-6-4-1印表機的種類,撞擊式,撞擊式-實體字型（solid font）,菊輪式,鏈條式,撞擊式-點陣式（dot-matrix）,4-6-4-1印表機的種類撞擊式,57,4-6-4-1印表機的種類,非撞擊式,噴墨式（ink-jet）,熱感式（electrothermal）,熱感傳導式（thermal-transfer）,雷射（laser）印表機,4-6-4-1印表機的種類非撞擊式,58,4-6-4-2印表機使用的單位,CPS（characters per second）,這是印表機的列印速度單位，一般較常用在較低速的印表機，高速印表機一般均以LPS（Line Per Second，每秒列印行數）為單位；而雷射印表機通常則以PPM（Pages Per Minute，每分鐘列印頁數）為單位。,DPI（dot per inch）,印表機的解析度衡量單位。,4-6-4-2印表機使用的單位CPS（characters,59,4-6-5繪圖機,可以用不同色的筆在紙上繪出各式圖形，可以產生各種線條，基本上屬於一種將數位圖形訊號轉換為類比馬達控制訊號，而後實際在紙上畫出影像的裝置，一般大都用在電腦輔助設計上。,4-6-5繪圖機可以用不同色的筆在紙上繪出各式圖形，可以產生,60,4-6-6語音輸出,這種裝置能將電腦中的數位文字訊息，轉換成語音資料。必須要先靠音效卡（audio card）將儲存在電腦或CD上的數位訊號轉換成類比訊號，再利用外界的喇叭輸出聲音。,4-6-6語音輸出這種裝置能將電腦中的數位文字訊息，轉換成語,61,4-7介面,負責CPU、記憶體與週邊之間資料傳輸的溝通工作。,4-7介面負責CPU、記憶體與週邊之間資料傳輸的溝通工作。,62,4-7-1介面的一般功能,資料傳輸的同步控制,傳輸模式的轉換,資料格式的轉換,4-7-1介面的一般功能資料傳輸的同步控制,63,4-7-2PC上常見的介面,顯示介面,平行埠（parallel port）,序列埠（serial port）,音效卡,儲存裝置控制卡,PCMCIA,USB(USB Universal Serial Bus),IEEE1394,4-7-2PC上常見的介面顯示介面,64,4-8資料傳輸模式,程式控制I/O（program controlled I/O）,中斷式I/O（interrupt driven I/O）,直接記憶體存取（Direct Memory Access，簡稱DMA）,4-8資料傳輸模式程式控制I/O（program contr,65,4-9輸出入通道,這是一種獨立於CPU的輸出入處理系統相當於一個共同處理機（co-processor）。,優缺點,優點：減輕負荷，提高系統整體的效率。,缺點：成本較高。,分類,選擇性通道（selector channel）,多工通道（multipexor channel）,4-9輸出入通道這是一種獨立於CPU的輸出入處理系統相當於一,66,
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