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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,5-,*,Ch05,電腦元件,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,Ch05,電腦元件,Chapter 05,電腦元件,1,Chapter 05電腦元件1,學習目標,閱讀有關電腦的廣告並了解它的專業用話,列出,Von Neumann machine,的元件以及它們的功能,描述,Von Neumann machine,的 擷取,-,解碼,-,執行,(fetch-decode-execute),週期,2,學習目標閱讀有關電腦的廣告並了解它的專業用話2,學習目標,(,續,),描述電腦記憶體如何組織與如何存取,寫出輔助記憶體的名稱以及描述它們,定義三種不同的平行電腦配置方式,3,學習目標(續)描述電腦記憶體如何組織與如何存取3,5.1,電腦元件,參考下列廣告,1.4GHz,133MHz,4,5.1 電腦元件參考下列廣告1.4GHz133MHz4,電腦元件,中文廣告,http:/.tw/tkec/product/showProduct.jsp?pid=077973,5,電腦元件中文廣告 5,電腦元件,有關記憶體或硬碟大小時，,K,表示,1024(2,10,),，,M,表示,2,20,，,G,表示,2,30,ROM,為,read-only memory(,唯讀記憶體,),，資料不會因為電源關閉而消失，常用來存放作業系統的開機程式,RPM,為,rotations per minute,的縮寫，表示每分鐘旋轉多少周，目前單速的,CD-ROM,的傳輸率為,150KB/S,V.90 56K,指,56K bps,每秒,56K,位元組,6,電腦元件有關記憶體或硬碟大小時，K 表示 1024(210,電腦元件,(,補充,),硬體簡介,http:/www.dres.tc.edu.tw/w3c/temp/e_learn/hardware_intro.ppt,電腦系統相關圖片及說明：,http:/sbsd.psjh.cy.edu.tw/su/computer/hard/hard1.htm,http:/sbsd.psjh.cy.edu.tw/su/computer/hard/hard2.htm,http:/www.as.nchu.edu.tw/lab/309/chi/computer_public.htm,硬體新知,http:/www.tomshardware.tw/theme,77.html,http:/.tw,硬體疑難使用問題討論區,http:/.tw/f12.html,7,電腦元件(補充)硬體簡介7,有關大小（,size,),Admiral Grace Murray Hopper,接近,1,000,呎長的電線,電子在此電線行進路程的時間計量單位是微秒（,microsecond,）,一小段電線,(,約一個手臂長度,),電子在此電線行進路程的時間計量單位是奈秒（,nanosecond,）,一個辣椒粒大小長度的電線,(IC,晶片內,),電子在此電線行進路程的時間計量單位是皮秒（,picosecond,）,8,有關大小（size)Admiral Grace Murr,有關大小（,size,）的觀點,9,有關大小（size）的觀點9,5.2,程式儲存化概念,(Stored-Program Concept),圖,5.1,范紐曼,(,von Neumann,),架構,10,5.2 程式儲存化概念(Stored-Program C,記憶體,(Memory),記憶體是記憶位置（每個都擁有獨一無二的實體位址）的集合體,記憶體(Memory)記憶體是記憶位置（每個都擁有獨一無二,算術邏輯單元,(,Arithmetic/Logic Unit,ALU),完成像加法、減法、乘法以及除法等兩個數字的基本運算,完成像,AND,、,OR,以及,NOT,等二進制字組的邏輯運算,大部份的現代算術,/,邏輯單元都有少量稱為暫存器（,register),的特殊儲存單元,12,算術邏輯單元(Arithmetic/Logic Unit,輸入,/,輸出單元,輸入單元（,input unit,）,是一種讓資料與程式由外面世界進入電腦的裝置,鍵盤、滑鼠以及掃瞄裝置,輸出單元（,output unit,）,是一種讓儲存於記憶體內的運算結果可以傳送到外面世界的裝置,印表機以及視訊顯示終端機,13,輸入/輸出單元輸入單元（input unit）是一種讓資料與,控制單元,(Control Unit),控制單元是組織電腦各單元的主力,控制單元至少有以下兩個暫存器,指令暫存器（,instruction register,IR,）,含有正在執行中的指令,程式計數器（,program counter,PC,）含有,即將執行的指令的主記憶體位址,算術邏輯單元,(,ALU),與控制單元合起來稱為,中央處理單元（,Central Processing Unit,或,CPU,）,14,控制單元(Control Unit)控制單元是組織電腦各單,資訊的流動,各單元經由一組稱為匯流排（,bus,）的排線連接到其他單元,圖,5.2,資料流過范紐曼機器,15,資訊的流動 各單元經由一組稱為匯流排（bus）的排線連接到其,擷取,執行週期,擷取下一個指令,(fetch),將指令解碼,(decode),取得資料（如果有需要，有些指令不需要額外資料）,執行指令,(execute),16,擷取執行週期擷取下一個指令(fetch)16,圖,5.3,擷取執行週期,17,圖 5.3 擷取執行週期 17,RAM,與,ROM,RAM,是,Random Access Memory,的縮寫,，,代表 動態存取記憶體,可以直接存取每個位置，也表示有能力改變每個位置的內容,ROM,是,Read Only Memory,的縮寫,，,代表唯讀記憶體,ROM,內,位置的內容是不能改變的,RAM,是揮發性的,，,ROM,則不是,當電源關閉時,RAM,不會保留它的位元配置內容，但,ROM,會保留,18,RAM 與 ROMRAM 是 Random Access M,次級,(Secondary),儲存裝置,因為大部份的主記憶體都是揮發性且有一定的大小，因此有必要使用其他類型的儲存裝置來讓程式不再執行或資料不再被處理,(,或機器關閉時,),，程式與資料可以被儲存起來,次級儲存裝置,可以當電腦還在製造廠時便安裝在電腦機殼內部，或於往後需要時再增加,19,次級(Secondary)儲存裝置因為大部份的主記憶體都是,磁帶,第一部真正的輔助儲存裝置是磁帶機（,magnetic tape drive,）,圖,5.4,磁帶,磁帶第一部真正的輔助儲存裝置是磁帶機（magnetic ta,磁碟,藉由 讀,/,寫頭,(read/write head),橫越旋轉中的磁碟來讀取或寫入資料,圖,5.5,磁碟的組織,磁柱：,Cylinder,區塊：,Block,磁軌：,Track,磁區：,Sector,磁碟藉由 讀/寫頭(read/write head)橫越,磁碟,搜尋時間,(seek time),磁臂到達指定磁軌上方位置所需時間,潛伏時間,(latency),指定的磁區轉到讀寫頭位置所需時間,存取時間,(access time),搜尋時間與潛伏時間的和,傳輸率,(transfer rate),資料從磁片傳至記憶體的,速率,，一般以,Mbps,表示,22,磁碟搜尋時間(seek time)22,光碟,(Compact Disks,CD),光碟機使用雷射來讀取以光學方式儲存於塑膠碟片上的資訊,CD-ROM,是唯讀記憶體（,Read-Only Memory,）,DVD,是,Digital Versatile Disk,的縮寫,23,光碟(Compact Disks,CD)光碟機使用雷射來讀,5.3,非,von Neumann,架構,同步處理：,一種平行處理的方法是使用多重處理器，並分別對多重資料集合執行相同的程式,圖,5.6,同步計算環境的處理器,24,5.3 非 von Neumann 架構同步處理：一種平行處,生產線化,(Pipelining),將處理器以串列的方式排列，各個處理器都對整個計算貢獻一部分,圖,5.7,以生產線方式排列的處理器,25,生產線化(Pipelining)將處理器以串列的方式排列,共享記憶體配置,不同,處理器取用不同資料,來做不同事情,P.130,圖,5.8,26,共享記憶體配置不同處理器取用不同資料來做不同事情26,5.4,個人電腦廣告的詮釋,CPU,速度要多快,?,記憶體要多少才夠,?,CD-ROM,的速度越快越好,?,27,5.4 個人電腦廣告的詮釋CPU 速度要多快?27,道德的議題臉部辨識,/,隱私權,身分驗證技術是將個人臉部構造與他,/,她的相片作比對,照相機掃描面部特徵的 凸峰（,peak,）與凹谷（,valley,）,這樣侵犯了隱私權嗎？,批評者反對暗中拍攝（未經同意就掃描臉部）與追蹤（使用這種技術監視一個人的行動）,28,道德的議題臉部辨識/隱私權身分驗證技術是將個人臉部構造與他,第 5 章勘誤,P114,，廣告，參考講義,第,4,頁,P115,，第,4,列，,Gega,應為,Giga,P116,，第,3,段第,3,列，位元組 應為 位元,P124,，很多地方，二次儲存裝置 應為 次級儲存裝置,P127,，第,2,列，所需的時間 應為 速率,P129,，第,2,段第,2,列，管線化 應為 生產線化,29,第 5 章勘誤P114，廣告，參考講義第 4 頁29,
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