Chen-Yu Lee 2004 第二單元 硬體介紹

Chen-Yu Lee 2004 Outline 2.1 概論 2.2 系統單元 2.3 輸出輸入 2.4 儲存媒介

Chen-Yu Lee 概論

Chen-Yu Lee 2004 數位與類比 類比 (analog) – 以連續的訊號 ( 波形 ) 傳遞 數位 (Digital) – 以數字訊號傳遞 – 膠片電影 ( 相機 ) 與數位電影 ( 相機 ) – 傳統電視 ( 收音機 / 手機 ) 與數位電視 ( 收音機 / 手機 )

Chen-Yu Lee 2004 數位與類比 類比 (analog) 數位 (Digital)

Chen-Yu Lee 2004 數位與類比 - 失真 – 傳遞失真 由 A 點傳到 B 點 因為傳輸的失真. – 轉換失真 自然媒體與訊號相互轉換的失真.

Chen-Yu Lee 2004 數位與類比 - 失真 例 :D/A 轉換器 D/A 轉換器 唱盤 擴大機

Chen-Yu Lee 2004 位數資料表示 10 進位是天性 – 舉起你的雙手數一數 2 進位是科學 – 想想電燈開關. 8/16 進位是新科學. –2 進位表示實在是太 …

Chen-Yu Lee 2004 N 進位 遇到 N 即進位 –1. –2. –3 –… –(N-1) –(N-> 進位 ) -> 10 –11 –12 –… –1(N-1) –1(N-> 進位 ) -> 20 –21 –22 –… –(N-1)(N-1) –(N-1)(N-> 進位 ) -> (N-> 進位 ) 0 -> –…

Chen-Yu Lee 2004 位數資料表示 常用進位 –10 進位 0-9 –2 進位 0-1 –8 進位 0-7 –16 進位 0-F(15) (X) y 讀為 :x 的 y 進位 EX: (89) 的 10 進位 (101) 的 2 進位 (d3) 16 d3 的 16 進位 (18) 10 = (18) 16

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 10 進位 to –2 進位,8 進位,16 進位 2 進位 to –8 進位,16 進位,10 進位 8 進位 to –2 進位,10 進位 16 進位 to –2 進位,10 進位

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 A 女 / 男 : 我身高是 (AA) 16 哪公分, 體重 (62) 8 Kg. B 女 / 男 : 我身高是 (250) 8 哪公分, 體重 (3C) 16 Kg. 你想跟哪一個約會 ? (65) 8 與 (3C) 16 哪一個比較大 ??

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 任何進位 To 10 進位 請用乘法. (65) 8 = ( ? ) 10 = 6*8^1+5*8^0 = 6*8+5*1 = 53

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 任何進位 To 10 進位 請用乘法. (2D) 16 = ( ? ) 10 = 2*16^1+D*16^0 = 2*16+13*1 = 45

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 10 進位 to 任何進位 請用除法 –2 進位 –(13) 10 = ( ??? ) 2 –13 / 2 = – 6 / 2 = – 3 / 2 = (13) 10 = ( 1101 ) 2

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 10 進位 to 任何進位 請用除法 –8 進位 –(13) 10 = ( ??? ) 8 –13 / 8 = (13) 10 = ( 15 ) 8

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 10 進位 to 任何進位 請用除法 –16 進位 –(13) 10 = ( ??? ) 16 –13 / 16 = 0 – 13 (13) 10 = ( D ) 16

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 任何進位 To 10 進位 請用乘法. (1100) 2 = ( ? ) 10 = 1*2^3+1*2^2+0*2^1+0*2^0 = 1*8+1*4+0*2+0*1 = 12

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 2,8,16 進位互相轉換 請用心看. (10110) 2 = ( ? ) 8 = ( ? ) 16 2 to 8 : 三個三個為一組, 不夠就補 = [010][110]=(26) 8 2 to 16 : 四個四個為一組, 不夠就補 = [0001][0110]=(16) 16 WHY???

Chen-Yu Lee 2004 進位轉換 因為 3 個 2 進位 =1 個 8 進位 –2^3 = 8 4 個 2 進位 =1 個 16 進位 –2^4 = 16

Chen-Yu Lee 2004 常用單位介紹 關鍵字 –K = 1000 –M = 1000 K = –G = 1000 M = K = EX: – 我的薪水有 3.5K 台幣喔. – 全台灣有 23M 人. – 這片光碟容量是 650MB.

Chen-Yu Lee 2004 常用單位介紹 容量表示單位 –Bit 1 bit = 一個二進位. 1 bit = 一個燈泡. 可以表示 2 種狀態 –Byte = 8 bits 1 byte = 8 個二進位. 1 byte = 8 個燈泡. 可以表示 2^8=256 種狀態 通常拿來表示一個符號. 1 byte = 一個符號.

Chen-Yu Lee 2004 常用單位介紹 時間表示單位 –ms (mini-second) = 10^-3 秒 –us (mu/micro-second) = 10^-6 秒 –ns (nano-second) = 10^-9 秒 – 這顆硬碟平均搜尋速度是 7 ms. – 這個 RAM 的存取速度是 65 ns.

Chen-Yu Lee 2004 常用單位介紹 頻率表示 (Hz) – 每秒可以做一件事的次數. EX: – 我的手抖動頻率是 5Hz  ( 酒喝太多 ) – 我的 CPU 是 2.4GHz

Chen-Yu Lee 2004 電腦硬體結構 輸入單元 輸出單元 系統單元 儲存單元

Chen-Yu Lee 2004 電腦硬體結構各部分定義 運算單元 – 負責程式運算的元件 控制單元 – 負責控制元件間資料流向的元件 儲存單元 – 將資料儲存於元件裡, 以便下次使用. 輸出單元 – 將資料輸出為其他格式的元件. 輸入單元 – 接受外部資料與指令的元件.

Chen-Yu Lee 2004 電腦元件基本連結線 資料線 (Data Bus) – 用於接收傳遞資料 – 分為 Clock speed 100 Hz ( 每秒傳遞的資料量 ) Bus 大小 16/32 bits ( 同時有幾條線 ) –Clock speed * Bus 大小 = 傳輸量 電源 (Power) – 供電用 – 伏特數 5V / 12V

Chen-Yu Lee 2004 主機板 (Main/Mother-board) 中央處理器 (CPU) 記憶體 (RAM&ROM) 擴充槽 / 卡 (Add-in board/card) 電源供應器與機殼 (Power supply & Case)/ 準系統 / 喇叭 (Speaker) 鍵盤 (Keyboard)/ 滑鼠 (Mouse)/ 軌跡球 (trackball) 觸控板 / 觸控螢幕 (Touch pad/screen) 掃描器 (Scanner)/ 數位相機 / 攝影機 (Digital cameras) 螢幕 / 監視器 (Monitor) 印表機 (Printer) 硬碟機 (Hard drive) 光碟機 (CD/DVD-Rom/R/RW) 記憶卡 (Flash card)/ 錄音筆 /mp3 撥放器 / 隨身碟

Chen-Yu Lee 系統單元

Chen-Yu Lee 2004 主機內部有.. 系統單元 – 電源供應器與機殼 (Power supply & Case) – 主機板 (Main/Mother-board) –CPU – 擴充槽 / 卡 (Add-in board/card) 儲存單元 –RAM&ROM – 硬碟機 (Hard drive) – 軟碟機 (Floppy drive) – 光碟機 (CD/DVD Rom)

Chen-Yu Lee 2004 顯示卡 音效卡 中央處理器 光碟機 硬碟機 記憶體 電源供應器 軟碟機

Chen-Yu Lee 2004

差別在哪裡 ??? 主機板 Mother Board 電源 (AT/ATX) (0) Depended on CPU (1) Chip Set( 晶片組 / 南北橋 ) (2) –CPU/RAM 支援 –USB1.0/2.0 支援 –IDE 支援 – 控制資料訊號傳遞 BIOS (Basic input/output system) (3) – 存放基本開機 / 硬體管理程式的韌體. 內 / 外 頻 – 主機板資料傳送頻率 ( 外頻 ) –CPU 執行頻率 ( 內頻 )

Chen-Yu Lee

Chen-Yu Lee 2004 主機板 Mother Board IDE(Intelligent/Integrated Drive Electronics) Slot (4,5) –(Ultra DMA/ATA 33/66/100) AGP (Accelerated Graphics Port) (6) – 顯示 ( 繪圖 ) 卡專用的擴充槽 其他擴充槽 (7) – 插其他擴充卡的地方 Jumper (8) – 設定用的開關 / 現多採用 Bios 控制 (Jumper free) Ram Slot (9) – 插 Ram 的地方. VGA/Sound/network-Card Onboard (10) – 將顯示 / 音效 / 網路卡晶片及電路裝置 MB 上.

Chen-Yu Lee 2004 USB (Universal Serial Bus) 萬用串列匯流排 一種 資料 / 電源 傳輸的 BUS 協定 具有特性 – 隨插即用 (PNP ) – 熱插熱拔 (Hot insertion, hot swapping ) USB 1.0 –1.5 Mbps 之速率傳輸資料。 USB 1.1 –12 Mbps 之速率傳輸資料。 USB 2.0 –480 Mbps 之速率傳輸資料。

Chen-Yu Lee 2004 CPU Intel or AMD? Slot or Socket? 執行速度 –850M/1G/2.4G Hz Cache – 加快資料存取的小暫存器 風扇 ? – 因高速運作, 產生高熱.

Chen-Yu Lee 2004 RAM&ROM RAM(Random Access Memory) –Static RAM (SRAM 靜態記憶體 ) 充電次數少, 較快, 體積較大, 常作為 Cache. –Dynamic RAM (DRAM 動態記憶體 ) 充電多, 較 SRAM 慢, 體積較 SRAM 小, 作為一般主記憶體. –Synchronous DRAM (SDRAM 同步動態記憶體 ) 比 dram 更先進快速的 Ram, 跟 CPU 同步. DDR( 雙通道 Double Data Rate) Read Only Memory 400/533 MHz –RAM 運作速率.

Chen-Yu Lee 2004 擴充槽 何種 BUS? –AGP/PCI/ISA PCI(Peripheral Component Interconnect) –Intel. –64-bit bus(usually implemented 32-bit bus) –Clock speeds of 33 or 66 MHz. –32 bits/33MHz = 133 MBps.. ISA(Industry Standard Architecture) –Intel 主導. – 舊規 現已被 PCI 取代. …

Chen-Yu Lee 2004 擴充槽 AGP(Accelerated Graphics Port) – 顯示繪圖 (3D) 卡專用 –based on PCI, – 直接存取 main memory. –Clock: 32 bits and runs at 66 MHz. = 266 MBps(1X) AGP requirements: –The chipset and MB must support AGP. –The operating system must support AGP. –1X is 266 MBps, –2X is 533 MBps; and –4X provides 1.07 GBps –…

Chen-Yu Lee 2004 擴充卡 VGA(Video) card ( 顯示繪圖 (3D) 卡 ) – 要注意是 PCI 介面 or AGP 介面 – 本身有 GPU (Graphic process unit) – 本身有 Ram(32-256MB) Sound card( 音效卡 ) SCSI(Small computer system interface) – 以前較為高速與穩定的資料傳輸介面. Network card ( 網路卡 ) – 使用網路的必備元件. 要 Onboard 嗎 ?? – 一般 Onboard 效能較差 ( 特別是 3D 卡 ) – 但是較方便.

Chen-Yu Lee 2004 電源供應器 Power –250/300W –AT/ATX – 安規 UPS(uninterruptible power supply) – 不斷電系統 –500VA

Chen-Yu Lee 2004 機殼 x 大 y 小 安規磁檢

Chen-Yu Lee 2004 準系統 將主機與內部的元件縮小並 取消不必要的元件 美觀, 攜帶方便. 特殊規格主機板 VGA/Net/Sound on board 擴充能較較小 – 使用短介面卡 –1-2 個光碟擴充槽 電源瓦數較小 散熱較不易

Chen-Yu Lee 輸出輸入

Chen-Yu Lee 2004 輸入 鍵盤 (Keyboard) 滑鼠 (Mouse)/ 軌跡球 (trackball) 觸控板 / 螢幕 (Touch pad/screen) 掃描器 (Scanner) 搖桿 (joystick) 數位相機 (Digital cameras) 麥克風 (MIC)

Chen-Yu Lee 2004 鍵盤 (keyboard) 主要輸入元件. 機械式 ? 薄膜式 ? 無線 ? 有線 ? 新式紅外線鍵盤.

Chen-Yu Lee 2004 滑鼠 / 軌跡球 左 / 右鍵 – 單擊 – 雙擊 – 拖放 滾輪 光學 / 滾球

Chen-Yu Lee 2004 觸控板 / 觸控螢幕 電阻式 – 用手指或其他觸頭輕按就會產生感應. 電容式 – 以吸收手指微小的電流來感應 波動式螢幕 – 以聲波或紅外線覆蓋, 當手指或觸頭阻斷時 感應.

Chen-Yu Lee 2004 掃描器 將圖片利用光的反射, 反 射到感光元件 (CCD) 後, 轉成數位資料. 分類 – 平台 – 手持 –Barcode 其他詳見數位相機

Chen-Yu Lee 2004 搖桿 分類 – 輔助用 障礙使用者 – 遊戲用 一班 飛行 駕駛盤 – 手套 需校正

Chen-Yu Lee 2004 數位相機 / 攝影機 將景物光射到感光元件 (CCD) 後, 轉成數 位資料. 詳見 – 數位像機.ppt – 攝影機原理及規格.ppt

Chen-Yu Lee 2004 麥克風 將聲音透過麥克風轉成類比資料, 然後再 由音效處理元件轉換成數位資料.

Chen-Yu Lee 2004 輸出 螢幕 / 監視器 (Monitor) 印表機 (Printer) 喇叭 (Speaker) 力回饋 (Force feedback)

Chen-Yu Lee 2004 螢幕 / 監視器 (Monitor) 監視電腦執行結果的元件 尺寸 – 螢幕對角的長度 單色 / 彩色 解析度 – 高與寬的點數量. 頻率 85Hz up – 每秒螢幕更新的次數 RGB (Red,Green,Blue) – 三原色 螢幕保護 –CRT 不能長時間流於同一畫面.

Chen-Yu Lee 2004 RGB

Chen-Yu Lee 2004 Cathode Ray Tube (CRT) 陰極射線管 – 燈絲加熱陰極發射電子, 形成電子束, 電子束 打到螢幕上產生光點. 配合控制器或顯示配 接器，即可控制每個顯示像素的顏色, 灰階, 亮度. – 交錯 / 非交錯 一次掃描半個 / 一個螢幕 – 點距 點與點間的距離

Chen-Yu Lee 2004 Liquid Crystal Display(LCD) 液態晶體顯示器 ( 液晶顯示器 ) – 液晶能使光線發生扭轉, 有通電時就會整齊排列使光 線不扭轉. – 為了省電會加一層偏光層 有電 -> 直射 -> 偏光 -> 阻隔 無電 -> 扭轉 -> 偏光 -> 通過 主動與被動 (DSTN&TFT) – 主動 : 每個液晶有獨立控制電晶體. – 被動 : 一組液晶一個控制單位. 濾光片燈泡液晶

Chen-Yu Lee 2004 CRT VS LCD CRT LCD 尺寸 解析度 可變解析度 固定解析度 點距 有 無 反應時間 高 25-16ms 更新頻率 85Hz up 輻射 高 低 螢幕保護 需要 不需要 耗電 高 低 價格 低 高

Chen-Yu Lee 2004 印表機 Dpi(dots per inch) – 列印品質 PPM(Page per min.) – 列印速度 分類 – 撞擊點矩陣印表機 – 噴墨印表機 – 雷射印表機 – 事務機 – 其他. 熱轉印 噴蠟式

Chen-Yu Lee 2004 喇叭 音效卡支援 2/3/5/6 件式 ( 聲道 ) – 杜比 5.1 –A3D 防磁

Chen-Yu Lee 2004 力回饋

Chen-Yu Lee 儲存媒介

Chen-Yu Lee 2004 儲存媒介架構 Cache Ram Hard Disk CD/DVD-Rom CPU 主儲存媒介 次儲存媒介

Chen-Yu Lee 2004 主儲存媒介 供給 CPU 資料的儲存媒介 特性 – 電子式 ( 以電位儲存資料, 較快 ) 10ns – 揮發性 ( 失去電源即失去 ( 電位 ) 資料 ) – 每單位成本昂貴 ( 技術較精密 ) Cache RAM

Chen-Yu Lee 2004 次儲存媒介 提供大量靜態 / 保久資料儲存的儲存媒介 特性 – 物理性 ( 大多為物理性需讀寫頭, 較慢 ) 7 ms – 非揮發性 ( 可保存資料 ) – 每單位成本便宜 磁碟 (magnetic disk) 磁帶 (magnetic type) 光碟 (compact disk) 記憶卡 (Flash memory) ( 非揮發 )

Chen-Yu Lee 2004 磁碟 軟碟 (floppy drive/disk) –1.44 –Zip/Jaz –LS-120 硬碟 (hard drive/disk) – 轉數 (rpm) – 容量 (GB) – 存取時間 (ms) – 暫存器 (Buffer)

Chen-Yu Lee 2004 磁帶 極為便宜 速度極慢 – 循序存取 現只用於大量備份

Chen-Yu Lee 2004 光碟 CD – 光碟機 CD-ROM\CD-RW 速度 1X = 150kb/s 挑片 ? – 光碟片 塗料, 容量 CD\CD-R\CR-RW DVD 詳見 DVD 原理及規格簡介.ppt

Chen-Yu Lee 2004 記憶卡 (flash memory) 電子式的儲存媒體. – 以浮閘（ floating gate ） 元件儲存資料, 就算不提 供電源也能保存資料。 – 注入負電子 “ 1 ” -> “ 0 ” ； – 移走負電子 “ 0 ” -> “ 1 ” ， SD,MMC,SM,MS,XD …

Chen-Yu Lee 2004 下週討論 請各組任選一套軟體 ( 不拘 ), 並討論簡介此軟體 – 這軟體叫什麼 – 這軟體做什麼用的 – 怎麼使用 – 誰會用的到 – 怎麼得到的這軟體的 –…

Chen-Yu Lee 2004 實習 Windows 簡介 控制台, 找資料 …