計算機概論L4-6

665

saki

Senior High 1

其實有點多…計算機概論筆記總共分為三個部分（太多了），這裡是4-6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

計算機計算機概論資訊科技電子高職五專高一專一計概第一冊第二冊 B1 B2 高一上高一下

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ノートテキスト

ページ1:

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多点的陣列,每個点可磁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 DriveissD)
電腦儲存資料最重要的地方
內部有圓形碟片及讀頭→怕摔
內部並沒有圆形碟片,而是用積体电路晶片
較省电及耐震。
磁帶
用來備份,以兆位元組(Tera Byte;TB)計
RAID (Redundant Avoys of Inexpensive Disks)遊碟陣列,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? 使用者几
編輯程式 組譯程式 文字后輯程式資料庫系統
反应用程式
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,系统中被執行的程式局
程序(process)
程序控制表(Process Control Block: PCB),控制表記載著該程序的相关資訊及程序的狀態。
程序進入系統之後,它們是被放在工作佇列(job queue),此行列是由等待主記憶体配置的程序组成,
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.
就绪:程序一切已準備就緒,在等待處理器執行
結束:程序已完成
36式專
完成
等待G或事件等待
Double, A
計概

ページ2:

記概“重点
4-2
所有的工作進入系统之後,都放在工作池(job pool)中,多元程式規劃必須使用者決定執行的優
先順序.
工作排班(job scheding)
多元程式規劃中有2種主要的排班、 處理器排班(CPU scheding)
這兩種排班除了執行層次的差別之外,最主要的差別在於執行的吹权
CPU排班執行的頻率非常頻繁
程序0
作業系統、程序1......
中断或系統呼叫
分時系統的方式是將CPU的時間切割成很多
小時段,CPU不停地在許多程序或者使用者之間
切換來執行許多工作,因為切换得很頻繁,所以
每個使用者都以為自己和CPU是持續運作的.
儲存狀態至PCB
從PCB,取回狀態
執
宣
●中断或系统呼叫
行
分時系统特色:
同時性:可以同時有若干個使用者連結到同一台
儲存狀態至PCB1
计算机上進行運算。
從PCB。取回狀態
獨立性:不同的使用者之間並不會相互干擾,勢↓
即時性:每一個使用者都可以即時得到計算机
的应
多元程式規劃系统是倚靠事件觸発 (event-driven)
分時系統倚靠時間觸發(tine-driven)
大多权的系統只有單一處理器,可是有些系统有一個以上的處理器,彼此之間緊密地溝通合作、
共享資源、共用時脈,這類型的系統就是多處理器系統(multiprocessor system)
分散式系统:电腦是分散的,电腦們並不共享資源或者時脈,每一個电腦都有自己的記憶体甚至是
各自的作業系统,彼此之間依靠網路傳輸交換資料.
即時系統重点:
即時時鐘管理:用以完成定時工作或者延遲工作,以利與其他工作協調.
过載保護:工作太多導致計算机來不及處理的時候,必須要有完善的服務策略...
高度可靠性:必須保障計算机発生問題時,系統仍然正常工作,通常使用的方式就是如上述之多處
器方式解決
4-3
CPU排班 <
不可搶先排班(nonpreemptive)
·可搶先排班(preemptive)
D

ページ3:

5-1
計概
U5電腦網路
“用途:二個不同裝置可以互換訊息
Packet swithing
封包
封包
Packet <-
、Packet
最早可追溯到1960年代,用於軍事及研究.
訊息交換:電腦初衷之一,特色為封包交换 (packet switching), 將資料切割再以封包(packet)包装进行運輸.
ex. EMail, FB, BBS, LINE...
資源分享
B2C
电子商務
B2B
企用戶户企
娛樂
5-2 架構
Nol
匯流排(bus)
:所有裝置在同一線上,但當網路有2个會發生碰撞(collision).
(二)解法:乙太網路(Ethernet)的CSMA/CD机制
環狀(ring):裝置連成一個圓環,通常為單向,負載時傳輸效率較好,
但網路故障時,由於無法定位,較費時.
星狀(Star)
((star):最為常見,中間可能為:电腦,交换器(switch),集線器(hub),
可降低碰撞机率,但某中處故障,整個網路就會故障
網格 (mesh):每個裝置都要傳送(relay),应用於網際網路(Intanet)
或無線点对点傳輸網路(MANet),故障時可透过改变路由(routing)
讓網路維持運作,建置,管理和維運成本較高.
NO2.
主從式(client-sewer):較常見,伺服器(cover)提供,用戶cdjianty使用用户二資源
V:集中管理,維護容易X:成本高,延展性不佳
同儕式(peer-to-peer):無區分伺服器,用户
NO3
V:延展性佳X:維護較複雜
區域網路(LAN) 都會網路(MAN) 廣域網路(WAN)
小
規模
大
E=T
Double A.
計概

ページ4:

計概
5-3 傳輸媒介
電話線
# 外導体
網狀離
内体
同軸電纜
絕綠体
外皮
双絞線最常使用的傳輸媒介
等級
2台電腦对接要跳線.
2,3,4,5,6,7,8,
藍臭綠皂棕
限制
Category 1 適用於電話傳輸,不適用於網路訊号
Category 2 傳輸速率上限:4Mbps
Category 3
"
:10Mbps
Category 4
Category 5
"
:
16Mbps
"
:100Mbps
Category 5e
"
:1Gbps
Category 6
D
Category ba
b
:10Gbps.線需短於5m
10Gbps
光纖:輸速度N01、長度 NO1的傳輸媒介,成本也是最貴,單向傳輸常是2條光纖組成
一組双向傳輸線路.
·單模 10~40645 km 8~Momm ↑
速率 距離 線徑 成本
規格
、双模 10Mbps ~NoGbps
100~200m 50mlcomm ↓
电磁波
頻段中有一些是規劃給一般民眾設備使用,ISM频段是給工業、科学研究or醫療用途。
每個国家ISM频段也不同,大部分国家都把2.4GH2規畫為ISM,也有不是網路設備的也是使用這個頻段
Double A
計概

ページ5:

記概“重点”
4-5
檔案的重要屬性:
名稱
檔案基本操作:
建立檔案
識別符号(identifier)
型態
位置
寫入檔案
讀取檔案
刪除檔案
目錄結構支援操作:
搜尋
建檔
刪除檔案
更改檔名
大小
時間日期
路徑名稱/絕對路徑:由根部开始,一路指定目錄夾直到該檔案所在目錄
4-6
\相對路徑:由雪前目标去定義要开啟檔案所在位置
1通用公共授權(General Public Licensei GPL),讓每個人都能在GPL授權下,免費使用Linux程式碼
加上一大批知名的、不知名的電腦駭客、編程人員加入到开発过程中来,Linux逐渐成长起来
18
軟体开発工具(Software Development Kit;SDK)的発行,使軟体工程師可以开発 Windows作業系统上的E=
各式应用。
Windows10系统中甚至推出了WSL (Windows Subsystem for Linux)功能, Windaus作業系统中內建Linux作業
系统的核心 (kernel),使得原本只能在Linux系统中逻作的程式,也可以不需要修改就可以直接搬到Windows上.
透过WSL的机制運作。
4-7
Android 一开始是由一家叫做Android的公司自2003年起开始進行研究的作業系统.
2005 Google買下Android
Android也是基於Linux核心开羿的作業系统
Android有一套自己的系统资源榕限管理机制,且所有程式執行都是在獨立的沙盒(sandex)內執行
Android
105
簡潔、易用、穩定
CSX(Darwin)
C/CH/Objective-C/Swit
「系統本質 开放、多元、有彈性
系统核心 Linux
軟体発
C/C++/Javakotlin
系统客製化 容易
非常有限,除非越獄
可使用 依裝黑牌型号有所不同
記憶卡
無法使用
Double A.
計概

ページ6:

4-3
CPU排班<
,不可搶先排班(ncapreemptive)
.可搶先排班(preemptive)
評估各排班演算法好壞標準:
CPU使用率:由於我們希望CPU越忙越好,因此理論上CPU使用率高達100%,然而實際应用上,
CPU是不可能到達這個極限.
產能:CPU越忙碌,產能(thoughput)就會越高。
回復:回復時間(truwnaround time)也就是從頭到尾所花的時間,從進入电脑开始算起.
時間
等待時間:算計程序會花多久的時間在就緒佇列中等待
先到先處理(First Came First Serve;FCFS),不可搶先,先進先出(first infirst out)
最短工作先處理(Shortest Job First; STF)
優先權排班 (Priority Scheduling),使用者可決定,程序會因為始終得不到CPU資源而變成飢餓
(stanation)的狀況,解决方式:把等待時間也列入優先權設定的考中,可設定等待超过一定時間
,就提升該程序的優先權
依序循環排班(Round Robin Scheduling),分時系統概念設計
程序所需時間<間隔時間
程序所需時間>間隔時間
二八原則:20%程序所需時間>時間間隔,80%程序所需時間<時間間隔
程序需要資源時:請求(Request)資源→使用(se)資源→釋放(Release)資源
執行完畢之後,必須「釋放資源」,好讓資源能被其他程序使用.
死結(Deadlock):整個卡死,在死结中的程序會癱瘓,最终呈現餓死(stanation)
4-4
記憶體管理功能:
記憶體管理:一定要把記憶体分割(partition)成各区塊
記憶體位址定位:記憶體管理單元可將程式所使用的邏輯位址(logical address)&記憶體裡的
實際位址(physical address)做映射(mapping)的工作
基底暫存器:
程序大小就會受限於記憶体,动態裁入(Dynamic Loading)則可提供较大發
14500
覆蓋(Overlay)能讓大小超过記憶體容量。
轉進轉出(roll-in-roll-out)
逻捐位址: 326.
實際
位址
程序可在記憶体中被執行,然後被替換出來,置換(supping)
CPU
→記憶體
326
14826
備份儲存
邏輯位址
記憶体分頁(memory paging)是當前記憶体管理的重要机制.
記憶体(flash memory)在某些特定装置有潛力取代硬碟和主記憶体。
Double A.
計概

ページ7:

(
应用層
(7)
K.........AH Data Unit
表達層
(6)
...... PMAH Data Unit
交談價(5)
(會議層)
計概
5-40SI & TCP/IP模型
使用者A ……………… ·訊息
... SM PM AH Data Unit
使用者 B
[应用層
> (7)
表達層
(6)
交談層
(會議層)
(5)
傳輸層
(4)
網路層
(3)
....TH SH... PM Data Unit
segment
>
傳輸層
(4)
Nh Th PN Data Unit.
網路層
....)
(3)
資料連結層
Packer
K.FAC
(2)
(2)
實體層
實體層
(7)
7 应用層(application layer):
Data Unit Fes Fo 資料連結層
frame
·Bits.
傳輸媒介
→實
*应用服務平台太…愅翰服務平台之
1:離使用者最近ex.e-Mail,WWW, VoIP,BBS
6.表達層(presentation buyer):負責將使用者資訊以標準方式處理,資料2V格式→編碼壓縮宝→S格式→下一層
RPC函報
5 交談層(session layer):進行對話建立、關閉以及維護,一RISP3 体
SSL加密
4. 傳輸層(transport logo):多工,流量控制,壅塞控制,連接導向,無連接導向,可靠,以區段,據包單位
3.網路層(netwerk layer):指定網路地址、資料切劃,決定網路路由,進行資料切割.
2.資料連結層(data tink layer):處理2個實体網路直接連線,單位頁框(frame),封包→頁框,錯誤偵測²修正,重新存取
1. 實體層(phyocal layer):頁框→訊号→硬体,單位:位元(6t.)
(2.
2
E=
100
V
J
7
4
6
5
32
4
3
2
TCP/IP
OSI
Double A
計概

ページ8:

計概
5-5 常見の網路設備
網路卡(NIC):第二層
中繼器(repeater):第一層,可作為一個增強訊的設備
集線器(hub):第一層,當有一台裝置進行傳送時,其他網路裝置都不可以傳送,否則會發生碰撞cellison)
橋接器(bridge):第二層,將2個or多個不同的實体網路連接在一起。
交換器(Switch)第二層,有很多個裝置同時交換資訊時,發生碰撞的机率也很低
路由器(rauter):第三層,依據封包網路層標頭來源和目的位址,来决定用手动设定or自动学習(路由表)
無限網路存取点(wireless
access point):第二層以上,有多種功能:ex.layer4 IP分享,layer程式防火牆
5-6 電信網路
線路交換(circult switching) 封包交换(packetswitching)
基本精神 每個用戶配置專屬傳輸網路
所有用戶共享相同绵路
位
x
封包
成本
頻寬 每個用戶配有專屬頻寬
个
可視網絡使用情况分配
可靠度
个
計費
Time
傳輸量
彈性
↓
IG:1980,分細胞群(cell)每個細胞群由基地台(base station)負責傳送和接收声音。
2G:提SMS簡
3G:大幅提升傳輸效能
4G、捨棄了線路交換的机制.
56:eMBB:提供大頻寬的資訊傳輸能力,滿足現有如大量多媒体資料的傳輸和应用。
URLLC:高可靠度及低延遲連線,滿足工業控制、遠端手術、智慧城市、運輸安全。
MMTC:低成本通訊,滿足大量机器(IoT沒備)之間資料交换和同步
Double A

ページ9:

計概
5-7無限網路
802.11家族標準
802.11a 802.11b1802.11g 802.11n 802.11ac 802.11ax 802.11be
也代
x
x
Wi-Fi 4 WiFi 5
WiFib
WiFi 7
1999
2003
140m
Most
時間 1999
2009 2013
頻段 5G/M2 2.4GHZ 2.4GHz 2.4/5GHz 5GHz
距離 120m 140m
56 Mbps 11Mbps 54 Mbps 72.2 Mbps 86.7 Mbps 143.4Mbps ~180Mbps
54Mbps 11Mbps 54Mbps 600 Mbps ~7Gbps ~ 96Gbps ~ 46Gbps
2019 2024年底
2.4/5GHz 2.4/516GH²
250m
250m
120m
120m
存取無限網路
一基礎建設(infrastructure),需存取点(AP)
直接对接(ad hoc)
非營利組織: Wi-Fi聯盟 (wi-fi alliance),無限網路能正確互相連線,通过認證(Wi-Fi certified)標章
無線射頻識別(RFID)條碼上的內容能夠快速取
被动式
-半被动式
主动式
06 網際網路
6-1 網際網路
網路(network)把裝置和装置連接,可相互交换
網際網路(Internet)多個網路連接形成的大型網路
,主机(hxt)
装置.
终端(Terminal)
網際網路服務提供者(LISP) 中華電信
台湾學術網路(TANer)校園中使用
封包交换(packet switching)將資料切割成大小上限的段落單位
Double A
1
E=

ページ10:

L
計概
6-2 資料連結層
MAC位址實体位址:實体常是6.組8-bits汉字以16進位表示
Windows系统中可使用「ipconfig/all」指令
6-3 網路層
功能:位址(addressing)資料切割(fragmentation)及路由(routing)
網路位址
類別 二進位表示法(32-bit)
(Class)
14組8-614字表示法
A
Owwwwwww xxxxxxxxx yyyyyyyy zzzzzzzz
0.0.0.0
B
10wwwwww xxxxxxxx yyyyyyyy 222222222
128.0.0.0
~127.255.255.255
~191.255.255.255
C
110wwwww xxxxxxxx yyyyyyyy 22223222
192.00.0
~ 223.255.255.255
D
Illc wnnw XERRAXX
yyyyyyyy 222222222
224.0.0.0
~ 219.255.255.255
E
1111 wwww LEARKERY
yyyyyyyy 222222222
240.0.0.0
~ 255.255.255.255
傳統
類別
IP範圍
A
10.0.0.0
~ 10.255.255.255
IP個权
16,777,216
描述
B
172.16.0.0
~ 172.31.255.255
1,048,576
1個dassA
161 class B
C
192.168.0.0
~ 192.168.255.255
65,536
256個class C
私人
網路路由(routing) Mat重要功能,依靠路徑演算法(routing algorithm),計算發送端→目的端的最佳路径
6-4 傳輸層
服務
多工(multiplexing) 流量( few central)壅塞控制(congestion control)連接導向(connection-oriented)
無連接導向(connectionless)可靠(reliable) 6大功能
多工建立多组不同的網路連線交換資料,可用連接埠编号(portxumber) 識別連線
Double A.

ページ11:

計概
6-4 傳輸層
多工
名稱
協定
编号
ftp
TCP
21
用途
傳輸
ssh
TCP
22
有加密终端
temet
TCP
23
無
BBS
smtp
TCP
25
傳 Emall
domain
UPP
53
查詢IP位址&名稱
http
TCP
80
網頁
pup3
TCP
110
下载 Email
netbios
TCP or UDP
137~139
netbios
10
連接導向與無連接導向
流量控制(flow control)
TCP & UDP差别有無連接白
TCP.進階傳輸
(Receive Window)
傳送端盡量以符合網路及接收端能力的方式傳送,避免
発生接收端來不及處理的情況,尚未使用的緩衝区大小告知
資料的傳送端,避免因資料緩衝區被塞滿,使抱被丟棄
可接收資料視區
E
UDP:快速即時傳輸
從IP
尚未使用
| 在緩衝區
接收資料⇒
⇒往应用層
緩衝區
TCP資料
接收資料緩衝區
(congestion con
control)
壅塞控制
當網路流量个路由器工作負擔,発生封包遺失(packet less)
6-5应用層
瀏覽網頁の超文本傳輸協定(HTTP),傳輸檔案傳輸協定(SMTP)
6-6 網際網路的基本設定和除錯方式
基本設定
「IP位址(IPaddress)
網路遮罩(netmask)
预沒閘道器(default gateway)or 預及路由器(default router)
名稱伺服器(DNS server)
可手动也可自动
Double A