計算機概論L1-3

676

saki

Senior High 1

計算機概論筆記總共分為三個部分（太多了），這裡是1-3單元內容，為高/專一課程，可能內容太多重點不清楚，如果有任何問題或是錯誤歡迎提出指正！

2025.10.14 公開

計算機概論計算機高職高一專一資工資訊電子計概第一冊第二冊 B1 B2 高一上高一下

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ノートテキスト

ページ1:

計概
1計算机歷史1-1
1B.C.3000 算盤
1642. 加法器
| 1801 N01程式設計概念: 打孔卡片
1822 Difference Engine
1889 BMI
1912 IEEE
| 1937辽蘭杜林提出杜林机
1938HP
1939 ABC,二進制电动計算机
|1944 NO1电动机械計算机
1945 馮紐曼,儲存程貳
第一代真空管時期(1946~1958)
1946第一部以真空管為元件的計算(ENIAC)
| 1947 世上最早及最大的計算機學會ACM
1948漢明碼
1952 編譯器:A-0
第二代:电晶体時期(1959~1963)
1959 Moneywell推出「电晶体」,NOI人工智慧LISP
1962史丹佛普渡大学NOI計算机科学系
19637個位元(bit) ASCII
第三代積体电路時期(19641970)
1964 IBM推N01積体电路及元件IBM360
Douglas Engelbart 発明 滑鼠
1965 Multics作業系统
1966 杜林獎
1968 Intel,影響力最大的處理器公司
1970 UNIX
第四代:超大型積体电路時期(1971~今)
| 1997 Office97, Intel Pentium II
| 1998 Windows98,Google推出
2000 Windows20c0
Real Windows XP,維基百科
2003 Office2cc3
2cc4 Google上市
2005 Skype 成為流行
2006 Google併購 Youtube, Googe台湾工程研究所
2cc7 Apple 推出iPhore, Wicrosoft Vista
Google Android
zad Google Gphone
2009 Microsoft Windows7
XP, Acer, Dell
2010微網誌:lwk, Twitter
Apple、ipad
2011超薄筆電
2012 Facebook
= 2013可用眼睛,頭部操控介面
2014 iphone b寫下最高院缝
2015. Apple waith
2016. 實境遊戲《精靈寶可夢GO》
2017.資料科学,金融科技,深度学習,擴增
實境,物聯網↗,
2018.电动汽車及自动駕駛
201956
2020 COVID-19,Tesla
2021 用晶片缺貨,Meta, NFT
2022 Open AI Chui GPT
1971 Pascal程式語言, No1电了郵件,NO1微處理器 Intel 400f 2023 生成式AI,馬斯克星鏈
1972 C程式語言
1975 NO個人電腦 Altair 8800
1976. Nol超級電腦 Cray-1蘋果1号(Apple)
2024 熊本場(台積)
1977 蘋果電腦公司,微軟
|1978 RSA公开金鑰加密法,中央處理器
184
1981 IBM個人电腦相容
1985 Windows 1.0
1986 Intel推出32位元80386
1989 全球資訊網
1991 Linus+UNIX=Linux
1993 Windows NT
1994 Netscape, Yahoo!
↓1995 JAVA程式語言,Windows 95, Explorer(IE)1.0
Double A
計劃

ページ2:

計概
U2权位資料表示法
权位电学上指不連續變化の量表示法
位元(bit):位資訊の基本粒子,電腦儲存,傳遞資料的最小單位,常用.do
單一→位元 8個位元→位元组(byte)
2-1資料型態
單位
個权
2-2 二進位表示法 +
資料型態:字,文字,語言,音樂,圆形,影像, MB 20=1048576
影片,动畫資料編碼成位元字串儲存在電腦 GB 22:1073741824
再解碼成原來的資料格式
KB 21=1,024
一百W
十億
TB 20=1099511627776 兆
二
十六
+
=
十六
电腦皆以2為基
0
0
0
8
1000
8
184
9
1001
9
2
10
2
10
1010
A
3
3
1011
4
100
4
112
1100
5
101
5
173
1101
b
110
6
14
1110
BCDE
$
7
7
15
F
2-3各種進位表示法の轉換
①2次方項
4個一組(補位)
十二二
②豆除法介
二二十六
2-4整表示法
一補2.021
1.十十二
1.十二
二補又 6. 從右看到NO1以前保留
3. 徐保留外021
2-6 ASCII Unicode
2-5浮点权表示法
分三部分符号,指权部分,尾权部分 ASCII7個位元,多1個用来检验位元
1.先改科学计号
2.正負10
3.指权+过剩127
Unicode 又稱韩国
4. 結果+→二②
5.將小权点後权字③
①②③
Double AA
計

ページ3:

算術邏輯單元(ALU)②控制單元(CU)
暫存器:暫時存放指令or資料,存取速度>主記憶体
算術邏輯單元
計概
11 3計算机組織
摩爾定律每隔兩年,位處理器的功能就會倍增,但價格維持不變,
電腦展:德國漢諾威電腦展,台北國際電腦展美国拉斯維加斯國際消费电子展
·Computer 电腦
3C-Communication 通訊
Consumer electronics 消费性电子產品
3-1中央處理器(CPU)
CPU:計算机的大腦,執行者存在記憶体的程式指令
資料匯流排
算術選輯
快取
现炫
(記悎器
体
指令暫存器
[控制單元 程式計权器/
AND
OR
XOR
NOT
兩权皆達成其中一個
只有一個
奇权選輯
中央處理器
CPU
位址匯流排
120
記憶體用來傳輸的工具→匯流排控制匯流排位址匯流排 資料匯流排
3-2 主記憶体
馮紐曼模式:記憶体同時儲存程式及資料
·SRAM 正反器
-RAM 可隨意改 <DRAM 电容器
記憶体 ROM
3-3執行程式
招擷取指令
執行指令 解碼指令
3-4匯流排及介面
『系統匯流排
小
CPV
中
存器
主
记恍体
價位
容量
和速度
主忆器
/軟式磁碟....
力
大
價位低/速度慢
匯流排傳輸电子訊号的傳輸工具~擴充匯流排
匯流排寬度匯流排一次所能傳輸的資料量
外部連接端→連接埠傳一個位元→序列埠傳一组位元→平行埠
80年代:ISA,8.33ML
90年代:PCI,133Mb
AGP,2.1Gh
PCI Express
Double A
計概

ページ4:

L記憶床
【控制單元
計概
1-2 當代計算机通用架構
馮紐曼模式:主要在儲存程式の概念
[算術邏輯單元、
記憶體
>中央處理器(CPU)
輸入
鍵盤
「輸出】
算了邏輯單元
[輸入/輸出
滑鼠
二控制單元一-
螢蒂
印表机
【掃描器
控制單元:控制整体運作
算術邏輯單元:資料運算處理
記憶體:同時儲存程式及資料
中央處理器
CPU
輸入/輸出:輸入子系统負責將資料放入电腦,反之。
Double A.
計概

ページ5:

3-6
磁性儲存基本原理:利用某些物質可以磁化的特性,將資料記錄下來。
在這些磁化物質表面有個点的陣列,每個点可在化成代表权位訊号一個位元的0.10
硬碟(hard disk)
固態硬碟(Solid State Drive isSP)
電腦儲存資料最重要的地方
內部有圓形碟片及讀頭→怕摔
內部並沒有圓形碟片,而是用積体电路晶片
較省电及耐震。
磁带
用來備份,以兆位元組(Tera Byte;TB)計
RAID (Bedinient Ayoys of Inexpencve Disks)磁碟陣列,有多顆硬碟,當有硬碟故障時,系統會自動調整
,使得資料並不會喪失。
4-1
作業系統是一個腦內部隨時都在執行的核心程式(kernel)
,而其他的則被歸類為並用程式。
整個作業系統是一群程式的集合,而作業系統中最重要的部分
就是常註在記憶体的核心程式。
核心程式負責把其他部分的作業系統(非常駐程式)在必
要時從磁碟中載入到記憶體裡
使用者使腊2 使用者? 使用者n.
[編輯程式 組譯程式 文字編輯程式資料庫系統
及应用程式
【作業系統
電腦
按下电腦电源,核心程式就負責把其他作業系统载入到记憶体中,過程稱开机(boot)
中央處理器(CPU)是整個計算机的核心,所有的程式都會需要處理器做運算,系統中被執行的程式為
程序(process)
程序控制表(Process Control Black: PCB),控制表記載著該程序的相关资讯及程序的狀態。
程序進入系統之後,它們是被放在工作佇列(jobqueue),此佇列是由等待主記憶體配置的程序组成,
位於主記憶體中,並且就绪,等待執行的程序則被存放在就绪佇列(ready queue),作業系統負責源源
不断地將這些程序交给CPU進行運算。
4-2
多元程式規劃(multiprogramming)
新產生 進入
中断
離开 結束
新產生:程序正在產生中
執行:程序得到資源正在執行中.
就緒排班程式分派執行
等待:程序在等待某個事件発生.
結束:程序已完成
就绪:程序一切已準備就緒,在等待處理器執行
完成
16式書捐 等待O或事件等待
Double A
計概

ページ6:

計概重点”
1-1
1945.馮綏是介绍了儲存程式)馮紐曼程式
1848. Riched Hamming 分明 Meing code(漠明码),可找出傳輸資料並訂正,应用在电腦&电话
1952女資訊家Grace Murray Hopper设计了NO1 編譯器:A-0
1956 Willion Bradford Sheckley, thn Barseen,Walter Mouser Brattain 獲諾貝爾物理獎
在半導体的研究,發現电晶体效应
1959 Honeywell公司推出电晶体為基礎元件计算机,Moneywell 400 第二代电腦
1963 美国国家標準局制定了以7個位元(bit)編碼的ASCII
1971 全世界第一台處理器(microprocessor) Intel 4004
微
1991 芬蘭赫爾辛基大学的学生Linus Torvalds (五年級後段班的学生),基於UNIX的开放原始碼
,創作了個人電腦作業系統Linux (Linus+UNIX)
2017 資料科学(Data Science)、金融科技(Financial Technology,簡稱 FinTech)、深度學習(Deep Learning)
擴增實境(Augmented Reality,簡稱AR)、物聯網(Internet of Thing簡稱IoT)等資訊相关
領域持續發燒。
2019深度学习(Deep learning)技術革命之父Yoshua Bagio Geoffrey Hinton Yan LeCun 獲「資訊科学諾
貝爾獎」美譽的「杜林獎」(Turing Award)
②第五代行动通訊技術(5G)
1-2
四大子系統記憶體 記憶体(Memory) 算術邏輯單元(Aithmetic LogicUnit:ALU)、控制單元(Control (ha)
及輸入輸出(2nput/Output)
BV
I
(ec
2
100
記憶体
4
輸入
輸出
^
[算術邏輯單元
二控制單元一
中央處理器
(Central Processing Unit CPU).
12
位元(binany digit; bit)的組合來計,單一的Dor1稱為位元(bit),早期电腦以8位元存取單位
,8個位稱為位元組(byte)
0 0 0
2.102
28 個位元有256種組合
個組合
ASCII,16個位元可表示所有中文字,萬國碼(Uhicode)以不同位元
2-2+二十六十二六.
KB Kill Byte 2-1024 一千(103)
MB MegeByte 2=1048576 一百萬(106)
8 loc p
9
Tool 9
10
Icke A
GB Giga Byte 23 -1073741824 +1 (109)
TB Tera Byte 24 = 1099511627776-3/16 (1012) 4 100 4
311 3
111011 B
121186 C
51015
13
lol D
61106
14 110 E
1717
15111 F
Double A
計析

ページ7:

記概“重点”
3-2
價位高/速度快
不論CPU,記憶体速度有多快,受限 高
匯流排(bus),稱紐曼瓶頸(von Neumann
Battleneck)
CPU
中
價位
暫存器
快取記憶體
主記憶體
8個位元→位元組(byte)
入速度
电腦32MB,10g232M:10g225-25位元
主記憶體
低
儲存裝置
價位低/速度慢
不小
容量
RAM一旦关机後,資料就不見了,有2個主流:SRAM(Static RAM清靜態)
DRAMCDynamic RAM动態)
SRAM以正反器(SIp-Shop gate)儲存資料,靜態:只要电源維持住,並不用放更新(refresh)
速度↑$个
DRAM以电容器(capacitor)儲存資料,动患:电容体時間逐漸失去它的电容量
速度↓
↓
DRAM容量>SRAM四倍以上 SRAM速度>DRAM 快四倍以上
ROM关机後,仍可維持資料內容,可用來信者存开机使用程式:PROM (Programmable ROM 可程式化)
3-3
CPU執行時,首先由控制單元擷取(fetch)
抓到指令時,解动作可由查表法來完成
找到指令時,可交给算術邏輯單元執行.
EPROM(Erasable //河程式+擦式)
EEPROM(Electronically;可擦拭
)
↗顯取指令
增進CPU效率,像汽車工廠の生產線(pipeline),可把CPU 執行指令
執行程式流程,以生產線方式來進行
→生產線技術
[解碼指令
CPU流程.
3-4
匯流排一次所能傳輸的資料量,稱匯流排寬度(bus width)
外部連接端,稱連接端(port) 序列埠(serial port):每次傳一位元
(平行埠(parallel port)每次傳一組位元
3-5
掃描器解析度以掃描時每英吋取樣点(dot per inch:dpi)
18
Double A
計根

ページ8:

計概
3-5 輸出入周边
輸入
輸出
鍵盤:
滑鼠
螢幕:又稱顯示器
印表机:
掃描器:解析度以掃描時每英吋的取樣点(dpi)
3-6 儲存裝置
無磁性装置基本原理:利用磁化特性將資料記錄,磁化物質表面有多奌陣列,可磁化成Oor1
硬碟(hard disk)
電腦資料儲存最重要的地方
內有圓形碟片及讀寫頭[怕摔]
固態碟片:內部沒有圓形碟片,而是積体电路晶片,較省錢及耐震
磁帶
用於備份
以兆位元組(TB)計,RAID磁碟陣列上有多顆硬碟,當故障時系統會自动调整
光碟片
記憶卡
隨身碟
可捨式硬碟
BV
Double

ページ9:

2-3
1286432168421
十二 170921c110二十六4個4個抓
2-4
帶正負符号大小录示法(缺有土O)一補:051二補從右到左NO1以前保留
2-5
浮点者:正負+指+27的二進制+尾权
2-6
201
ASCII(Asskey)7個位元儲存一個字符,哄2:128種组合,多一個用於檢驗
48~51:0~965~90:A~Z 97~122:anz
Unicode俗稱萬碼」的字符編碼標準,UTF-8在全球資訊網最通行
Unicode中最大宗分類是CJK,主要是中文,日文及韓文之漢字集。
03
馮紐曼模式(von Neumann Model):記憶体(Memory),算術邏輯單元(Anthmetic Logic Unit jALU)
.控制單元(Control Unit)及輸入/輸出(Input/Output)
主記憶體的随机存取記憶體(Random Access Memory; RAM).
摩爾定律(Moores Law):每隔兩年,位處理器的功能就會倍增,但價格維持不变,或以減半價
格獲得同樣功能。
三大電腦展:德國漢諾威电腦展(CeB21)、台北國際電腦展(COMPUTEX TAIPEI),国際消费电子展(CES)
Computer 電腦
3C Communication
資料匯流排
Consumer electronics 消費性电子產品
3-1
算術逻輯單元
指令暫存器(Instruction Register):儲存執行指令
程式計器(Program Counter)記錄執行指令位址
控制單元主要負責控制腦執行程式的流程,負責指揮
各個系統單元執行所進行的任務,它會從記憶体 控制單元 程式計器
將所須執行的程式指令搬到暂存器並且对指令解碼。
暫存器
[快取
記憶体
暫存器
主記憶体
中央處理器
CPU
位址匯流排
XOR做資料遮罩的基礎
在中央處理器和記憶体連結架構,用來傳輸 XXANDYxxANDY
電子訊傳輸工具,稱匯流排,包括:控制匯流排00
A AND 兩又皆達成OR 其中一個
000.
00 0
(contrdbus),位址匯流排(address bus)及資料匯01
01
流排(data bus)
10
10
| |
X y X AND y
X y X AND y
00
0
00
1
。
ol
1
0
XOR 奇权邏輯 NOT
Double A
120 計概