各种无线通信技术.pdf

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1、1 第二講 第二講 電腦的基本操作電腦的基本操作補充教材補充教材 曾展鵬師提供 在本講次中我們只介紹視窗的一些基本操作，有些基本功能與進階的操作在教材 內容，礙於篇幅的關係，未能夠仔細予以明，希望藉此附加強教材足的部分。 第一節 第一節 設定設定Windows 環境進階 環境進階 一、一、桌面設定桌面設定 在Windows 的環境當中，我們可以調整桌面的設定，在桌面上按鼠右鍵，點選內 容功能項，可以看到圖A21 的顯示內容對話框，選擇桌面頁籤即可進桌 面設定。 圖A21 顯示內容對話框 2 圖A22 延展模式 我們可以選擇喜歡的背景當作桌面背景，如我們選擇Redmoondesert在畫 面上會

2、即呈現，如圖A22 所示。在右邊的選項位置有三種選項可以設定，分別 是置中 、 並排顯示與延展 。如果以置中與並排顯示所呈現的效果如 圖A23 與圖A24 所示，圖A25 為以延展模式設定後的桌面。 圖A23 置中模式 3 圖A24 並排顯示模式 圖A25 設定延展模式桌面 另外，我們也可以使用瀏覽選項設定以自己喜歡的圖片當作桌面的背景，首先點 選 瀏覽 按鈕，瀏覽到我們所要使用的圖片，如圖A26 所示。我們選擇 0Bunny05 ， 完成之後的結果如圖A27 所示，設定後的桌面如圖A28 所示。 4 圖A26 選擇影像檔 圖A27 自選影像結果 圖A28 設定後之桌面 5 二、二、設定螢幕保

3、護裝置設定螢幕保護裝置 在螢幕保護裝置頁籤可以設定螢幕保護的功能，如圖A29 所示，在經過一段時間 或是暫時開時，視窗會自己啟動保護程式。我們可以點選 螢幕保護裝置 下的選項， 選擇喜歡的模式，如選擇星際 ，如圖 A210 所示，畫面中斷的有星球自螢幕 中產生，向外飛後消失。其中 等候為多久沒有碰觸鍵盤，會啟動螢幕保護程式。 設定按鈕可以指定星球飛的速與星球的總，點選預覽鍵，可以即看到 我們所設定的結果。 圖A29 螢幕保護裝置頁籤 圖A210 螢幕保護裝置 ： 星際 6 第二節 第二節 壓縮壓縮/解壓縮程式解壓縮程式 網上提供下載的檔案大致上以使用 WinRAR(副檔名為 .rar.r01.

4、r02.)最多，其次是 WinZip(副檔名為 .zip)，再是 WinAce(副檔名為 .ace)，當然這三者均能提供自解檔 (副檔名為 .exe)。因為自解檔可以在視窗環境下執，只要雙擊鼠即可將自己的 檔案解壓縮，所以需另外的壓縮/解壓縮程式。 WinRAR可將大型檔案分割成塊磁片方攜帶，且壓縮比較 winzip 還高，可產生自 動解壓縮檔，即使對方無此壓縮程式亦可執。WinRAR 特色如下： ? 除完整的支援 RAR 及 ZIP 之外 ， WinRAR 提供一些其他壓縮工具所建 的 CAB、ARJ、LZH、TAR、GZ、ACE 及 UUE 壓縮檔的基本選項：檢視內 容、解壓縮檔案、顯示註

5、解及壓縮檔資訊，您需要有任何的外部程式控制 這些格式。 ?WinRAR 引用一種獨創的壓縮演算法。它允許較高的壓縮效果，遠勝於其他 的 PC 電腦壓縮工具，尤其在可執的檔案、物件函式庫、大型的文字檔等。 ?WinRAR 支援的檔案和壓縮檔在大小方面的最多可達 8,589,934,591 GB。被壓 縮的檔案目，在實際上是無限的。 ?WinRAR 提供建固實壓縮功能，固實壓縮比其他壓縮方式檔能提昇 10%50% 的壓縮比，特別是在包裝大的小檔案時候。 WinAce 功能方面包括壓縮與解壓縮之外，還有分片壓縮、加密功能、支援鼠右鍵快 顯功能、建自動解壓縮文件.等等。支援的格式豐富，包括程式本身的

6、ACE 及 ZIP、RAR、LZH、ARJ、TAR、CAB、LHA、GZIP 等，幾乎常用的程式支援，如使 用 WinAce 的介面操作並可將常用的文件夾加入“我的最愛“方管,，另外 WinACE 可預設壓縮及解壓縮徑、編輯程式、毒程式等。 在網上共享或免費的軟體非常多，而且其副檔名大部份皆為 ZIP，而這些檔案如何使 用呢？這些 ZIP 的檔案就是所謂的壓縮檔，我們可以將一大堆檔案變成一個很小的檔 案，也可以再把它還原(即解壓縮)，圖 A211是Winzip 程式畫面。 7 圖A211 Winzip程式畫面 一、一、解壓縮解壓縮 1.開啟檔案總管，雙擊（續按鼠左鍵下）要解開的壓縮檔案。 2.

7、執 WinZip出現版權明，按IAgree。 3.出現一般操作畫面，點選Extract。 4.於資夾/磁碟機選擇存放徑，點選解壓縮，完成解壓縮動作。 5.出現燈表示解壓縮動作已經完成，關閉 WinZip。 二、二、建壓縮檔建壓縮檔 1.開啟檔案總管，在要壓縮的檔案上按鼠右鍵，點選AddtoZip。 2.執 WinZip出現版權明按IAgree。 3.在加入壓縮檔中的位內設定存放徑及輸入壓縮檔檔名（也可以直接使用預定 的徑及檔名），按Add按鈕。 4.出現燈表示檔案壓縮的動作已經完成，關閉WinZip。 三、三、建自動解壓縮檔建自動解壓縮檔EXE（適用於未裝（適用於未裝WinZip之電腦）之電腦

8、） 1.開啟檔案總管，在已經壓縮的 Zip 檔案上按鼠右鍵，點選Create SelfExtractor (EXE)。 2.出現版權明，按確定。 3.點選瀏覽選擇要存放的資夾，按確定，隨即產生 EXE 檔。 4.出現自動解壓縮檔製作完成之畫面，您可以自選擇要要作測試。 8 5.點選關閉。 第三節 第三節 圖型檔的附檔名圖型檔的附檔名 同廠商所開發的影像軟體，因為智財權的關係，通常會建自己的影像儲存格式，同 時會支援存取其他廠商或單位所建的檔案格式，如此才能夠讓同的影像格式可以 通，並且能夠整合與應用，常的影像檔案格式如表A21 所。 表表A21 圖形的檔案格式圖形的檔案格式 BMPBitmap

9、(點陣圖)：是個人電腦中常用的檔案格式，也是微軟公 司標準的點陣圖檔格式。無法壓縮為其缺點，如果解析夠 高，影像放大會出現鋸齒。 EPSEncapsulatedPostScript：為桌上排版軟體常用的檔案格式，EPS 以 PostScript指儲存，可以被含入另一個檔案中，可以再設 定位置、縮放、旋轉、和裁等功能。 如果要將 Photoshop 的圖檔輸入其它向繪圖軟體或排版軟體 中做編排時 ， PhotoshopEPS 格式應該是最受向繪圖軟體及排 版軟體接受的格式（如 Illustrator、PageMaker） 。 DCSDesktopColorSeparation：為 EPS 彩色檔

10、案格式之一種，它將 一個檔案分成五個部份儲存，包含有一個主檔和分的四個青 色、洋紅色、黃色和黑色的檔案。 GIFGraphicInterchangeFormat：是由美國電訊網公司的 CompuServe 所制定的一個位影像標準格式 。 GIF87a 支援 交 錯顯示 ，GIF89a 支援透明檔與動態圖檔 。 JPG JPEG 是破壞性的壓縮檔案格式，由 ISO 及國際電報電話諮詢委員會 （CCITT）建之靜態位影像壓縮標準。採用可失真(Lossy) 編碼概，餘弦轉換法（DCT）將影像資中重要的部分去 除，僅保必要資訊，以控制的高比壓縮影像之格式。 在壓縮超過 25：1 時，影像的鮮銳就會受到

11、影響，在儲存 JPG 檔時，可以設定檔案壓縮品質，品質設定越高，檔案會越大。 JEPG 無法像 GIF 檔案可作交錯(Interlaced)的呈現。壓縮程 小，越接近真實影像，但儲存的記憶體則越大，比較接近原始 影像。 PCD是由柯達公司為其產品 PhotoCD 所發展出的檔案格式， PCD 可支援灰階、引 256 色和 RGB 全彩影像格式。 PICS用以儲存一系的 PICT 和 PICT2 影像的檔案格式，常用在多 媒體和 3D 動畫應用程式上。 PICT由 APPLE 電腦配合 QuickDraw 發展出的，用儲存點陣 9 圖形與物件導向共存的檔案格式。為最基本的 APPLE 黑白檔 案

12、格式，此種檔案能用分色，與 PostScript 語言也相容， 並適用於高解析的輸出。 PICT2PICT 檔案格式的擴充版，用儲存 8 和 24 位元彩色影像用， 在影像被縮放時可能無法保持其解析，在需要做分色的地方 通常被使用。 PSPostScript：供印到 PostScript輸出裝置上使用的檔案格式。 PSD是 Photoshop 專用的檔案格式，可以儲存圖檔內所有模式、 考線、格線、色版、圖層、徑等資。 PNGPortableNetworkGraphics(可攜性網用圖形)：PNGGroup 向 W3C 提出的多媒體圖形格式，重點在於改進現有 JPG與 GIF 的缺點，並且提供多

13、新的概與壓縮模式。PNG 保大部 分 GIF 的特性，像是 IndexColor、交錯顯示、透明區域、額外 明資訊等。除此之外，PNG 還加入少GIF 所沒有的新功 能，包括儲存全彩影像(24bit)、256 階透明層次(Alpha Channel)、Gamma值資訊、CRCCheck、可定義的階層顯示、 壓縮方式可以隨時擴充。 TIF TIFF TaggedImageFileFormat：TIFF 檔是一種非破壞的檔案格式， 一般而言，它會比 JPEG/RAW 檔要得大。使用 LZW (LempelZivandWelch)的壓縮方式壓縮檔案。在 TIFF 檔之 中，除原本的 RGB 三個色版

14、外，還可以記載 色版， 色 版基本上是一個遮罩，可以提供 TIFF 檔在排版軟體的去背功 能，或者是做為在影像軟體之中的選取區。 RAWRAW 也是非破壞性的儲存格式 ， 是直接抓取影像感測元件上的 原始資，尚沒有經過曝光補償、色彩平衡、GAMMA 等調整， 因此，我們可以在後續用專用的軟體，很容地進曝光補償、 色彩平衡、GAMMA調整。 RAW 比 TIFF 好處的原因，在於它完全沒有經過內建影 像處程序的污染 。由於 RAW 的特性非常適合位影像 處之用，因此有越越多人稱 RAW 格式為位底片。 第四節第四節 WindowsXP 中的中的休眠和休眠和待命待命問題問題 本文將告訴您，如何疑難

15、排解 MicrosoftWindowsXP 中的休眠和待命問題。您可能會 在電腦進入或開休眠或待命模式時，遇到常情形。此情形可能是因下其中一個問 題所造成的： ? 過期的系統韌體 10 ? 週邊設備韌體 ? 相容的驅動程式 ? 無法正確支援休眠和待命模式的硬體 本文將告訴您，如何判斷 WindowsXP 電腦是否支援 進階電源管 (APM) 功能 ( 如休眠或待命模式)。 一、一、相關資訊相關資訊 進休眠和待命模式的電腦處於極低電源的態，所有系統內容和資會儲存在電 腦記憶體中。在休眠和待命期間，大部分的系統元件會關閉。如果您將電腦設為休眠 或待命模式，可以節大的電源。電腦可以非常快速地重新啟動

16、和擷取先前的態。 過，當電腦進入或開休眠或待命模式時，可能會發生下一或多個問題： ? 您會接收到似下的錯誤訊息： UnabletoenterStandbymode.(無法進入待命模式無法進入待命模式) ? 系統無法從休眠或待命模式恢執。 ? 當系統從休眠或待命模式恢執之後，電腦運作常。您可能會發現音訊、 鼠控制或視訊失真問題。 ? 當電腦進入或開休眠或待命模式時，您會收到似下的停止訊息： 0 x0000009F:DRIVER_POWER_STATE_FAILURE 如果下一或多個情況成，可能就會發生這些問題： ? 硬體無法正確地支援休眠和待命模式。 ? 較舊的硬體可能相容於 AdvancedC

17、onfigurationandPowerInterface (ACPI)，或者日期早於 ACPI。 ? 系統目前正在使用 VGA 視訊驅動程式。 ? VGA 驅動程式支援基本的視訊功能。過，VGA 驅動程式並支援電源管 功能。 ? 系統韌體 (BIOS) 已過期。 ? 如果您未將系統韌體升級到最新版本，可能會發生問題，尤其是 ACPI 相容系 統。對於配備 APM(非 ACPI)BIOS 的 x86 系統，您可以暫時停用 APM， 直到取得韌體新為止。這個設定可以消除啟動問題，如穩定和停止 錯誤。 注意 如果您停用 APM，電腦無法進入休眠或待命模式。 二、二、如何從失敗的休眠或待命模式恢執如

18、何從失敗的休眠或待命模式恢執 電腦進入休眠或待命模式之後，如果無法返回正常作業，請嘗試下方法： ? 允許 WindowsXP 刪除還原資 (如果發現損毀的話)。 11 當您將電腦設為休眠或待命模式之後，WindowsXP 會在系統關機前，將所有的系 統內容儲存到 systemdriveHiberfil.sys 檔案 。 Ntldr 檔案會檢查 Hiberfil.sys 檔案的 完整性。如果 Hiberfil.sys 檔案已損毀，您可能會收到似下的錯誤訊息： 刪除還原資並叫出系統開機功能表。刪除還原資並叫出系統開機功能表。 當您按下 ENTER 以確認錯誤訊息時，WindowsXP 會刪除 Hi

19、berfil.sys 檔案並執 正常啟動。 注意：注意：systemdrive 是 Windows 安裝所在磁碟機的預位置。 ? 中斷接您在電腦進入休眠或待命模式後插入的任何裝置。 ? 當電腦處於休眠或待命模式時，請勿插入裝置。為得到最佳的結果，請先讓 電腦恢執，再插入週邊設備 (如通用序匯排 (USB) 裝置)。 ? 重新啟動電腦。 根據預設，ACPI 相容系統是設定成在您按下再放開電源按鈕後關閉。如果系統未在短 時間內關機，請按住電源按鈕，直到系統關閉為止。系統通常會在大約四秒鐘內關閉。 有些舊型的系統具有重設按鈕。在您按下重設按鈕之後，如果電腦未重新啟動，請按下 電源按鈕以關閉電腦。 注

20、意注意：當的關機作業可能會造成未儲存的資遺失。WindowsXP 可以偵測是否曾經 發生正確的關機。如果 WindowXP 偵測到正確的關機，會啟動 Autochk.exe 檔 案以正任何在執啟動程序期間發生的檔案系統問題。 注意注意：當您重新啟動電腦之後，可以嘗試執 CrashAnalysis 工具。此工具可以協助您 判斷驅動程式是否為造成問題的原因。驅動程式是休眠和待命問題的主要原因。 三、三、如何避免休眠和待命問題如何避免休眠和待命問題 為避免休眠和待命問題，請依照下做法執： ? 將電腦設為休眠和待命模式之後，請勿對電腦態進重大變。 如，如果您將卸除的可攜式電腦設為休眠或待命模式，請勿在

21、銜接電腦時讓電腦 恢執。非 ACPI 相容的電腦可能會對這態變較為敏感。 ? 請勿在執特定應用程式時，強制電腦進入休眠或待命模式。 如果您在這些應用程式執時，將電腦設為休眠或待命模式，則某些應用程式無法 適當回應。如果強制進休眠或待命模式，光碟和 DVD 燒軟體等應用程式以及 系統備份公用程式可能無法正確地執。光碟和 DVD 媒體可能會變成無法使用， 而備份資可能會損毀。請務必等待這些應用程式完成資收集和工作記之後， 再將電腦設為休眠或待命模式。 四、四、如何判斷電腦是否正在使用如何判斷電腦是否正在使用 ACPI 功能功能 12 休眠和待命模式需要可支援 ACPI 或舊版進階電源管(APM)

22、規格的系統 BIOS。 為避免發生這個問題，請檢閱系統文件，或造訪製造商網站，以取得有關如何判斷韌 體是否相容且為最新版本的資訊。當您使用 ACPI 功能時，新的韌體尤其重要。 如果要判斷電腦是否使用 ACPI 功能，請依照下步驟執： (1). 按一下 開始，再按一下 執，輸入 devmgmt.msc，然後按一下 確定。 (2). 在 裝置管員 視窗中展開 電腦，然後確認您是否能夠看到 Advanced ConfigurationandPowerInterface(ACPI)PC 選項。如果看得到，表示電腦正 在使用 ACPI 功能。 五、五、如何判斷電腦是否支援休眠和待命功能如何判斷電腦是否

23、支援休眠和待命功能 (1). 按一下 開始，再按一下 執，輸入 powercfg.cpl，然後按一下 確定。 (2). 在 電源選項內容 對話方塊中，確認是否存在 休眠 引標籤。如果這個 引標籤存在，請按一下 休眠 引標籤，再按一下以選取 啟用休眠 核取方 塊，然後按一下 套用。 (3). 在 進階 引標籤上，確認 電源按鈕 區域的下式清單中出現 待命 選 項和 休眠 選項。 注意注意：如果 休眠休眠 引標籤存在，並且您按一下以清除 休眠休眠 引標籤上的 啟用休 啟用休 眠眠 核取方塊，則 休眠休眠 選項將會出現在 進階進階 引標籤的下式清單中。 如果 待命待命 選項和 休眠休眠 選項未顯示，

24、 即表示電腦支援這些功能， 或者 BIOS 中 的電源管功能已停用。 13 中華函校中華函校資訊科技與生活資訊科技與生活補充教材補充教材 顏春煌師提供 從計算機的結構談軟體與硬體的關係從計算機的結構談軟體與硬體的關係 計算機就是大家很熟悉的電腦，平常用慣電腦，大概比較少去想像到底電腦是 如何完成我們的工作？雖然頭有少大學問，但是我們也可以用簡單的方式解， 關鍵在於軟體與硬體的關係，因為使用者直接面對的是軟體，負責執工作的是硬體， 只要知道者如何搭配，電腦工作的原就可以迎刃而解。 一一. 無所在的電腦系統無所在的電腦系統 在日常生活的環境頭，電腦存在的形式越越多元化，除傳統的桌上型電腦 以外，手

25、機、家電、汽、電玩設備等有似於電腦的組成，電腦系統可以接收與儲 存資，並且快速地進軟體所設定的運算，因而產生各式各樣的應用。圖 1 顯示的是 一個比手指頭還小的全球定位系統(GPS)，面就有似於電腦的結構與組成。 圖 1 比手指頭還小的全球定位系統(GPS) 二二. 電與位輯電與位輯 把電腦的殼子打開，可以看到主機板以及安裝在主機板上的擴充卡、積體電，與 各種電子元件，當電腦打開電源時，這些電腦的組成中會有電通過，同時在電的任 意點之間形成持續變化的電壓。電中電與電壓的特性可以用表示位資 (digitaldata)，亦即由 0 與1 的位元所組成的資。 附一附一 14 圖 2 顯示的電晶體(t

26、ransistor)是一種最基本的電子元件，算是半導體元件 (semiconductordevice)的一種，電腦系統的組成中包含很多電晶體。電晶體有 3 個接 點，即 collector、base與 emitter，電晶體的作用有點像一個小開關，當少的電從base 向 emitter 時，會有大的電從 collector 向 emitter，從base 向 emitter 的電停 止時，從 collector 向 emitter 的電也會停止。自 base 的電變成控制 collector 與 emitter 是否有電通過的關鍵。電晶體是組成位電(digitalcircuits)的要件，圖2

27、 左 邊是工程上表示電晶體的方式，右邊則是一個真正的電晶體的外觀。 圖 2 電晶體(transistor) 位電作用的基礎是布代(Booleanalgebra)，布代定義一些布函 ，可以針對布值(即 0 與 1)進運算，如圖 3 中的A 與B 代表用進布運算 的資，對應到位電的輸入，AandB 的函定義 and 運算子的作用是當輸入的A 與 B 為 1 時，AandB 運算才會得到 1 的結果，其他的情況得到的AandB 是 0。圖 3 的其他個表格分別定義AorB 以及 notA 的布運算。 圖 3 布代定義的布函 布函可以看成是位電中輸入值與輸出值之間的關係，假如以+5 伏特(volts)

28、 的電壓代表 1、以 0 伏特的電壓代表 0，則圖4的位電的作用就相當於一個 not的布 函 ， 因為當input為+5volts 時 、 output 為 0volts ， input為 0volts 時 、 output 為+5volts 。 15 圖 4 具有not布函功能的電 布函定義的 and、or 與 not可以看成是運算子(operator)，用運算的布值則 是運算元(operand)，運算子與運算元可以組合成各種運算式(expression)，代表複雜的布 運算，這些布運算式可以進一步地用位電表示，換話，對應的位電 可以執布運算式所描述的運算功能。所謂的輯電設計就是運用布代設計

29、 出達到輸出與輸入關係的布函，圖 5 顯示輯閘(logicgate)的表示法，在進輯 電設計時可以用這些符號表示電的輯設計。 圖 5 輯閘(logicgate)的表示法 透過輯設計得到的位電可以用像電晶體那樣的電子元件製作出，然後組合 封裝成積體電(IC，integratedcircuits)。如圖 5 左邊顯示的NAND 輯閘的設計， 頭包含 4 個NANDgate，旁邊標示字的部分代表輸入與輸出的接點，製作成積體電 時，就會像圖 6 右邊的模樣，接腳的部分可以在插到電板上，跟其他的電子元件 接起。 圖 67400NANDGate 的設計與一般 IC 的外觀 除輯電之外，電腦頭還有一些其他種

30、的電設計，這些電會依照功能 組合成元件，變成電腦的一部分，以積體電，就有好幾種層級，一般的輯閘算 是小型的積體電(SSI，smallscaleintegration)，複雜的處器則屬於超大型的積體電 16 (VLSI，verylargescaleintegration)。 大製造這些複雜的電時，會把相同的電複製在 大型的晶圓(wafer)上，再經過割與封裝之後成為電腦的 組成。右圖顯示晶圓的外觀，國內的台積電與電就是有 名的國際性晶圓大製造廠，屬於電腦產業的上游廠商。 過，為讓電腦的元件容組裝在一起，通常VLSI 晶片 會再設計成各種元件，放置到印刷電板(PCB，printed circuit

31、board)上，如電腦的主機板就是一種印刷電板。 經過上面的介紹以後應該比較清楚電腦的組成與工作的原，表 1 整出電腦組 成的層次，從最底層的電晶體到最上層的電腦，以這種分工的方式整合很多相關的產 業，在台灣近代科技發展中扮演相當重要的角色。當然，電腦發展的過程中也是一直 在進化中，像右圖中笨重的真空管(vacuumtube)就是早期電腦使用的重要組成。 表 1 電腦組成的層次 層次 組成 電腦 由電板組成 電板(circuitboard)由處器、記憶體等元件組成 處器 由 VLSI 晶片組成 記憶體 由 VLSI 晶片組成 VLSI 晶片 由輯閘組成 輯閘 由電晶體組成 電晶體 矽半導體 三

32、三. 資與程式的表達資與程式的表達 由於位輯電以電壓的特性表示 0 與1種態，當電在運作的時候，處 與產生的資可以看成是由 0 與1 組成的，所以 0 與1 稱為二進位元(binary digits)，是電腦表示資的基本單位，由0 與1形成的稱為位元組(byte)。這有一 個很重要的概，就是電腦中電的特性只表示 0 與 1，可是人所認知的資種很 17 多，像字、文字、聲音與影像等，必須想辦法在 0 與1 以及人使用的資之間找出 一種適當的對應：: 1.以值型的資，電腦採用二進位的表示法，可以轉換成對應的十進位 值，如二進位的 011 相當於十進位的 3。除一般的正整以外，二進位 的表示法也可以

33、表示負與小。這麼一，值的運算就可以透過位電 處。 2.文字是另外一種型的資，文字由字元組成，如flower由 6 個英文字母組 成，中文也是一樣，如花卉由個中文字元所組成。既然電腦只認 0 與 1，我們只要規定位元組與字元之間的對應就可以在電腦頭表示個種型的 資，這種對應通常會形成公認的標準，目前最常的是 Unicode。 電腦除要能表示資之外，也要能表示程式(program)，程式是告訴電腦如何工作 的指，當然，程式可以用資表示，但是電腦要知道如何詮釋程式的內涵，這就跟 程式的指結構以及程式儲存的方式有關。 四四. 處器與指集處器與指集 電腦的基本結構可以用凡曼的架構(vonNeumanna

34、rchitecture)表示 ， 圖 7 以最簡 單的方式畫出這樣的結構。資與程式儲存在記憶裝置頭，處器負責程式所交付的 運算，透過輸入與輸出與外界溝通。 圖 7 電腦的基本結構 要解電腦工作的原，處器是主要的關鍵之一，圖 8 畫出傳統處器的架構， 控制單元(controller)是處器的核心，負責安排程式的執，同時要協調其他裝置的工 作。ALU(arithmeticandlogicunit)是指算術與輯運算單元，負責處器運作時需要處 的算術與輯運算。 18 圖 8 傳統處器的架構 處器處程式的時候會遵循所謂的擷取執循環(fetchexecutecycle)，也 就是先擷取程式指、執，然後擷取

35、下一個程式指、執，持續進這樣的動作。 由於電腦工作的速由系統的時鐘(clock)控制，所以通常一個程式指的執需要 個系統時鐘的週期。如某台電腦的時鐘頻為 3GHz，則代表每秒鐘會產生 310 9個 時脈，每個時脈的時間很短，這也表示電腦執指的效相當高。 電腦的處器可以執程式指，那麼有哪些指 可以使用呢？這是由電腦的指集(instructionset) 決定的。指集定義電腦能夠接受的指有哪些， 以及這些指的功能，每一個fetchexecutecycle就會 執一個指。程式指的格式也要預先設定，這樣 電腦才能按照電原設計的輯執指。 五五. 語言的層次語言的層次 寫過程式的人知道，程式語言頭會顧慮到

36、電腦頭的資要如何移動、處 器該如何工作、或是程式要如何用位元表示，那些細節太繁瑣！電腦的運作包含 許多細微的步驟，對於使用者，能達到使用的目的才是重要，中間的步驟最後透 明化、要看最好。所以電腦的指集並是一般人寫程式時使用的指，但是程式 語言與指集之間會有一個對應，當我們完成一個用程式語言的語法寫的程式以後， 另外有程式可以將這個高階可的程式轉換成指集的指，讓電腦能夠執。就因為 這樣才衍生出像機器語言(machinelanguage)、組合語言(assemblylanguage)與程式語言 (programminglanguage)等同層次的語言。 . 後記後記 : 一個講完的故事一個講完的故

37、事 19 從多前第 1 次接觸電腦開始，就時常好奇地想著電腦是如何達成這許多奇的功 能，相信這是很多人心的一個大謎題，正當我們思這個問題的時候，電腦技術卻也 斷地在新著，所以是要把電腦的發展當成故事，可是講完的；雖然電腦是 大家的好朋友，卻像好朋友那麼地熟悉，幾，電腦的外觀恐怕大於往昔。所 幸有一些電腦的原是變的，希望透過這些解能夠讓我們知道如何去駕馭這個潛 無限的科技產品。 擴充計算機科學的視野擴充計算機科學的視野 電腦與資訊科技的發展一直是新聞媒體追逐的焦點，同時也是普世大眾關心的話 題。過，當新的技術出現時，總是讓人既好奇卻又充滿疑惑，這也是這個域吸引人 的地方。我們下面整出一些資訊科技

38、的新發展，滿足一下大家的求知慾。 一一. 擁有多核心處器的電腦擁有多核心處器的電腦 過去電腦處器的效能一向是以工作的時脈為指標，如 1.6GHz的 CPU 代表處 器的處頻高達每秒 1.610 9次，表示每秒處的步驟高達 1.6 億。大約每隔半就 會在市場上看到頻高的新處器。隨著平演算與多處(multiprocessing)技術的 進步，現在的處器除在處頻上提昇之外，也在處器的架構上進大幅的變 革，多核心的處器(multicoreprocessors)就是目前市場上最明顯的子。圖 1 顯示 Intel 多核心的處器。 圖 1 多核心的處器 所謂多核心的處器是指多個處器核心置入單一的積體電中，可

39、以個別獨地 同時進運算，共用一些與電腦系統其他成員接的通道與資源。傳統的單一核心的處 器在頻斷的提昇之後，對於電腦系統整體效能的改善出現瓶頸，主要是因為記 附二附二 20 憶體的速難以匹配、而且平處的真正優勢難以在單核心的架構上實現。另外高頻 的處器在電消耗與散熱的要求上也是增加的，同樣造成需要解決的問題。這些因 素促成多核心處器的發展。 目前市場上常的是雙核心(dualcore)與四核心(quadcore)的處器，在價格上與單 核心的處器相去遠，大家心的疑問是多核心的處器真的會讓電腦的效能大增 嗎？以現在的作業系統與軟體發展的技術，應該還沒有完全發揮多核心運算的真正 效能，過未可能這樣的架構

40、會進一步地與軟體系統技術結合，大幅改善電腦的效 能，讓使用者有明顯的感受。圖 2 顯示晶片上的電。 圖 2 晶片上的電 二二. 新潮的低價電腦新潮的低價電腦 很多人可能在想像未的電腦會長得像麼樣子，大概沒有人可以給一個確定的 答案。過在電腦發展的過程中，有少概續地被實現，如透過觸控面板使 用電腦、動運算等，最近受人矚目的概是所謂的低價電腦，以最低的價格取得電 腦系統的功能，市場上預期這樣的電腦會大受歡迎，結果如何還有待觀察。 華碩公司推出的 EeePC 就是一種低價電腦，體積比一般的手提電腦小，規格跟 一般的電腦似，主要的差是扮演儲存硬碟角色的是似於隨身碟規格的快取記憶 體，也稱為固態硬碟(s

41、olidstatedrive)，所以容約 4GB到 8GB，比一般電腦硬碟的容 要想很多。固態硬碟使得 EeePC 的開機速加快、消耗的功低，而且比較怕 摔。圖 3 顯示 ASUSEeePC 的外觀。 21 圖 3ASUSEeePC 的外觀 低價電腦除價格低以外，容攜帶是可忽視的好處，因為筆記型電腦還是太笨 重，過在這些優點下是否有廣大的市場可能還是個未知，OLPC(OneLaptopper Child)也是低價電腦的概，宣稱要以低於 100 美元販售，國內的廣達電腦是代工的廠 商。 三三. 光的光碟光的光碟 光光碟(BD，BlurayDisk)是一種高密的光學磁片格式(highdensity

42、opticaldisk format)，一般的 DVD 光碟機使用的是波長為 650 米(nm)的紅光射，光光碟機足 是使用波長為 405 米(nm)的紫光射(bluevioletlaser)，由於這種技術上的差，使 得光光碟的儲存容大增，單層的光光碟儲存容達到 25GB，雙層的光光碟儲 存容則達到 50GB。目前常的單層的 DVD光碟儲存容為 4.7GB，雙層的 DVD 光 碟儲存容則為 8.5GB。圖 4 顯示光光碟的外觀。 圖 4 光光碟的外觀 跟光光碟儲存格式競爭的標準是 HDDVD(highdefinitionDVD)，使用色射 (bluelaser)，波長也比較短，儲存容達到 30

43、GB。通常會大使用這一光碟的是影片 22 的市場，因為視訊資需要的儲存空間大，雖然現在的 DVD 容已經裝得下一部完整 的電影，但是光碟片的容越大表示我們可以講究所儲存的視訊的品質。至於一般的 使用者，光是一片 25GB 的光光碟可能就足以保存個人所有的檔案資！ 四四. 電腦與遊戲電腦與遊戲 電腦遊戲(computergames)發展已經有蠻長的一段史，往前可以追溯到 1960 代 就有電腦遊戲，所謂的電腦遊戲就是透過電腦軟體所設計出的遊戲，讓使用者經由軟 體提供的介面玩遊戲。網普及以後， 電腦遊戲也延伸到網上，遊戲玩家可以 透過網遊戲互動。 由於電腦的使用需要一點經驗與技 能，得每個人習慣，

44、有的人只想玩 遊戲，所以市場上發展出專門用玩遊戲 的硬體設備，如 XBOX 是微軟公司生產 的視訊遊戲(videogame)平台。這樣的設備 在定位上比較像家電，買回家只要把線接 好、電源一開就能用，而且價格通常要 比電腦宜。圖 5 顯示微軟的 XBOX 電腦遊戲機。 圖 5 微軟的XBOX 既然視訊遊戲變得跟家電一樣，當然市場就擴大，SonyPSP、Sony 的 PS3、以及 任天堂的Wii 是大家熟悉的視訊遊戲家電。其實這些設備跟電腦很像，因為頭對於 資的處機制跟電腦是一樣的，也同樣具有一般電腦的處器與儲存裝置，電腦設備 升級的時候，視訊遊戲設備也會跟著進化。 Wii 是比較特別的一種視訊

45、遊戲，很多人覺得玩Wii 可以達到運動的效果，而且 有跟傳統遊戲同的體驗，主要是因為Wii 的遙控器使用無線通訊、而且可以偵測到 3 空間加速的態，所以使用者可以運用動作控制遊戲中的一些輸入，讓遊戲的設計 有大的發揮空間。圖 6 顯示目前市場上的各種電腦遊戲機。 微軟 XBOX 23 圖 6 各種電腦遊戲機 五五. 嵌入式系統與資訊生活嵌入式系統與資訊生活 電腦的功能是相當多元化的，因為只要執的程式一樣，就可以展現出同的功 能，嵌入式系統(embeddedsystem)可以看成是具有特定功能的電腦系統，由於功能比較 固定，所以在設計上可以讓體積變小、效能提高，同時大幅地低成本，換話， 這樣的電

46、腦系統可以嵌入到很多需要電腦運算功能的物品中，發揮特定的功能。雖然聽 起嵌入式系統好像沒麼起，但是事實上嵌入式系統讓電腦的效能無限地延伸、 無所在，包括一般家電、紅燈、工廠的控制裝置、智慧型辦公室的裝潢等，因為 運用嵌入式系統而產生很大的改變，其實電腦的功能還包括通訊、感測與運算在 內，未的資訊生活環境中將會開嵌入式系統，我們可能看到它們，可是一定感 受得到它們所發揮的功能。 附三附三 Sony PSP Sony PS3 任天堂的 Wii 24 增廣聞增廣聞 科技的發展經常讓人慢慢地習以為常，日子久 ，往往會遺忘許多曾經發生過的重大事蹟，如 物、化學等基礎科學所探討的定，雖然在課本 中輕描淡寫

47、，但是這些定的發現之初幾乎帶給 人的鉅大的震撼與影響，而且每一個定從發展 到成經過的時間很長，得之，現代人比較難 感受到原創者的努。我們下面試著回過頭探 一些跟電腦網相關的技術的起源，同時也介紹一 些近的新發展。圖 1 顯示各種型的電腦。 圖 1 各種型的電腦 一一. 運算技術與電腦的源起運算技術與電腦的源起 運算(computing)跟電腦的起源有密的關，一般人對於運算的認知僅只於普通的 計算，如加、減、乘、除形成的四則運算，但是電腦發明以後，當我們提到運算的時 候，多半是指運用電腦所進的演算式操作。主要是因為人長久以追尋能夠快速進 運算的工具，所以提出分析引擎(analyticalengi

48、ne)構想的CharlesBabbage 被尊為運算 之父，分析引擎是一種機械式的電腦，1837 有初步的設計以後，從未真正的被製作 出，直到一百後才實現這個構想。 JohnvonNeumann 生於 1903 ，曾經提出著名的凡曼架構(vonNeumann architecture)。Neumann 發明的 IAS 是第1 部電子式的位電腦(electronicdigital computer)，在 1952 成功運作。JohnVincentAtanasoff 也生於 1903 ，是一位美國的 物學家 ， 在 1937 完成所發明的AtanasoffBerrycomputer(圖 2)在 1

49、973 被認定 為最早的電子式的位電腦。 雖然 vonNeumann 與Atanasoff 的發明號稱是第 1 部電子式的位電腦，但跟現 代的電腦技術還是有一段蠻大的差距，我們可以將這些發展看成電腦發展史上的重要 程碑。另外生於 1912 的AlanTuring 透過 Turingmachine正式地描述演算法與運算， 所以 wikipedia將AlanTuring、JohnvonNeumann、JohnVincentAtanasoff 三人並為電 腦之父。 25 圖 2 保存於 IowaStateUniversity 的AtanasoffBerryComputer 的原貌 (資源：wikipedia.org) 二二. 網際網之父網際網之父 大家可能很好奇，到底網際網是誰發明的？答案是 VintonG.Cerf 與 RobertE. Kahn，RobertE.Kahn 生於西元 1938 ，發明 TCP 協定，與 VintonG.Cerf 一起發明 IP