科目 : 計算機應用學習單範圍 : 單元二電腦硬體知識 班級 : 座號 : 姓名 : 1. 資料儲存單位 : 由小至大 (P.38) (1) bit( 位元 ): 電腦最基本的儲存單位 (2) Byte( 位元組 ): 1Byte = 8 bits, 資料處理最小的單位 (3) Word( 字組 ):CPU 一次處理或存取的資料量 2. 國際單位的字首 : 字首名稱 符號 中文名稱 倍數 二進位制 Yotta Y 佑 兆兆 堯 10 24 Zetta Z 皆 吉兆 澤 10 21 Exa E 艾 百萬兆 10 18 Peta P 拍 千兆 10 15 2 50 Tera T 太 萬億 兆 10 12 2 40 Giga G 吉 十億 10 9 2 30 Mega M 百萬 10 6 2 20 Kilo K 千 10 3 2 10 milli m 毫 10-3 micro μ 微 10-6 nano n 毫微 塵 奈 10-9 pico p 微微 皮 莫 10-12 femto f 飛 10-15 3. 其他速度單位 :(P.39) (1)CPU 速度 : Hz 為時脈頻率, MIPS 表示百萬指令 / 秒, MFLOPS 表示百萬浮點指令 / 秒 (2) 傳輸速度 : bps (bit per second) 為位元 / 秒 小試身手 1:30MB 的圖片檔, 為多少 KB? 30MB = 30 * 1024KB = 30720KB 小試身手 2:100KB 的文件檔, 傳輸速度為 100Kbps, 需要花費多少時間? / 8 4. 電腦系統的組成要素 :(P.41) (1) 硬體 Hardware : 摸的到的設備, 如 : 電腦主機 滑鼠 螢幕 鍵盤等 (2) 韌體 Firmware : 同時兼具硬體和軟體的特性, 可和硬體和軟體溝通, 如 : BIOS (3) 軟體 Software : 電腦指令與資料的集合, 作業系統屬於系統軟體,Office 屬於應用軟體 單元二電腦硬體知識第 1 頁
5. 電腦硬體五大單元 (P.42) IU CPU ALU CU MU 6. 匯流排 (BUS)(P.43) OU 五大單元控制單元 算術 / 邏輯單元 輸入單元 輸出單元 記憶單元 功能說明 CU: 指揮協調各單元的運作與資料傳輸 ALU: 負責加 減 乘 除, 判斷真假 大小等算術 邏輯運算工作 CPU = CU + ALU IU: 將資料或程式輸入至記憶單元中 OU: 電腦中的資料經處理後必須透過輸出單元顯示或輸出 週邊設備 = IU + OU 為各單元與 CPU 傳輸的管道, 也被稱為內部匯流排 (Internal Bus) 類型傳輸方向說明 MU: 電腦存放指令和資料的地方 控制匯流排 Control Bus 位址匯流排 Address Bus 資料匯流排 Data Bus 單向 單向 雙向 傳送系統時脈與 CPU 發出的控制訊號 ( 如讀 寫 中斷 重置等 ), 協調整個系統的運作 由 CPU 到主記憶體的匯流排, 用來辨識傳送的資料在主記憶體中的位址 32 條位址匯流排可定址 4GB(2 32 ) 的記憶體 負責資料傳送工作 資料匯流排線的數目, 排線數愈多代表傳送的資料量愈大 64 條資料匯流排代表 64 位元電腦 7.(P.47) 主機版上的元件 :(1) CPU 插槽 (2) DRAM 插槽 (3) BIOS (4) 晶片組 (5) PCI 插槽 (6) PCI-E 插槽 (7) IDE 插槽 (8) SATA 插槽 (9) I/O 插槽 8. 常見的 I/O 連接埠 (P.49) 類 型 USB 2.0 USB 3.0 esata IEEE 1394a IEEE 1394b Thunderbolt HDMI 可連設備數 127 127 1 63 63 6 1 傳輸方向 雙向 單向 供電 是 是 是 是 是 速度 (Mbps) 480 5,000 3,000 400 3,200 10,000 10,200 用途 滑鼠 外接硬碟 隨身碟 印表機等 外接硬碟 燒錄器 DV 外接硬碟 外接光碟機 外接硬碟 螢幕 投影機 HDTV 圖示 9. 隨插即用 (Plug & Play) : 加入一個新的外部裝置時, 能自動偵測與配置系統資源, 不需重新設 定或手動安裝驅動程式 單元二電腦硬體知識第 2 頁
10. 熱插拔 (Hot swap) : 包含 隨插即用 功能外, 還可以在電源開啟的狀態下插入或移除硬體裝置, 採用 USB IEEE 1394 esata 標準的周邊設備都支援此項功能 11.(P.50) 常見的連接埠 :(1) 序列埠 ( COM1 及 COM2 ) (2) 平行埠 / 並列埠 (LPT) (3) PS/2 (4) S-Video (5) DVI (6) D-Sub (7) RJ-45 (8) S/PIDF (9) Display Port 12. 處理器 (CPU) 的運作與處理 (P.55) (1) 指令架構 : 由運算碼 (OP Code) 及運算元 (Operand) 組成, 依據指令不同, 運算碼通常只有 1 個, 但運算元可以有 0 個 1 個或多個 如 : A +B, 運算碼為 +, 運算元則為 A B (2) 指令數目 : 若運算碼的位元數有 n bits, 則 CPU 最多可提供 2 n 個指令 (3) 指令集說明 RISC 精簡指令集 CISC 複雜指令集 將基本常用的指令內建在晶片之中, 而複雜的工作須多個指令合作完成, 執行速度較快將包含基本和複雜的指令內建於晶片之中, 所以可以使用的指令較多, 但有些指令執行的時間比較長, 因此平均執行速度較慢 (4) 指令運作週期 : 又稱機器週期 擷取解碼執行儲存 擷取週期 執行週期 13. 暫存器 ( Register ): 於 CPU 內部, 用來暫存指令 位址或運算資料 (P.56) (1) 位址暫存器 (MAR): 存放在記憶體中指令或資料的位址 (2) 指令暫存器 (IR): 存放正在執行的指令運算碼 (3) 旗標暫存器 (FR): 存放中央處理器執行後的各個狀態 (4) 資料暫存器 (MBR): 存放運算所需的資料 (5) 累加器 (ACC): 存放 ALU 運算的結果 (6) 程式計數器 (PC): 存放下一個指令的記憶體位址 小試身手 3: 若 CPU 的時脈頻率為 4GHz, 則時脈週期為多少秒?. 小試身手 4: 若 CPU 時脈週期為 0.5ns, 則時脈頻率為多少?.. 單元二電腦硬體知識第 3 頁 G M K m u n
14.(P.59) 影響 CPU 效能的因素 :(1) 時脈頻率 (2) CPU 字組長度 (3) 快取記憶體 (4) CPU 核心數目 (5) 多媒體指令集 (6) 平行處理 (7) 管線運算 15. 主記憶體的類型 : (P.63) (1) RAM, Random Access Memory : 揮發性記憶體, 電源關閉資料消失 (2) ROM, Read Only Memory : 非揮發性記憶體, 電源關閉資料不會消失 SRAM: 使用正反器, 較快, 快取記憶體 RAM 隨機存取 DRAM: 使用電容, 較慢, 一般記憶體 主記憶體 Mark ROM: 出廠已設定, 只能讀取 PROM: 能寫入一次 ROM 唯讀 EPROM: 利用紫外線清除資料 EEPROM: 利用電壓清除資料 16. (P.68) 輔助記憶體的類型 ( 依速度快至慢 ): 硬隨光軟帶 Flash Memory: 快閃記憶體, 如 : 隨身碟記憶卡 BIOS 硬碟結構磁叢 Cluster 磁軌 Track 磁區 Sector 磁柱 Cylinder 磁區 磁軌 磁柱 磁叢 單元二電腦硬體知識第 4 頁
17. 存取時間 (Access Time): (P.70) (1) 找尋時間 ( 找磁軌 ): 指移動讀寫頭到所需磁軌位置的時間 (2) 旋轉時間 ( 轉磁區 ): 將要存取的磁區旋轉至讀寫頭位置的時間 (3) 傳輸時間 ( 傳資料 ): 指資料由讀寫頭傳入主記憶體所花的時間 小試身手 5: 某硬碟機的轉速為 7,200 RPM, 平均搜尋時間為 10 ms, 資料傳輸率為 6 MB/s, 則存取同一磁柱內 3 MB 資料的存取時間為多少 ms? (1) 找尋時間 : 10 ms (2) 旋轉時間 :7,200 RPM 代表 7,200 圈 / 分 /. 平均旋轉為 ( 0 + 8.4ms ) 2 = 4.2 ms (3) 傳輸時間 : / 存取時間為 10 ms + 4.2 ms + 500 ms = 514.2 ms 18. 光碟片類型 :(P.71) 光碟的資料軌組成方式為螺旋狀 (1) 光碟 CD : 容量為 650MB~800MB, 最高速為 52X, 基準速度 1X 為 150KB/s (2) 數位多功能光碟 DVD : 容量為 5.7GB~ 17GB, 最高速為 24X, 基準速度 1X 為 1,350KB/s (3) 藍光光碟 BD : 容量為 25GB~128GB, 最高速為 12X, 基準速度 1X 為 4,500KB/s 19. 記憶卡類型 :(P.71) 以快閃記憶體 (Flash ROM) 為主要元件 20. 記憶體速度 :(P.72) 在 CPU 內部 輔助記憶體 暫存器 > 快取記憶體 > 主記憶體 > 硬 > 隨 > 光 > 軟 > 帶 Register SRAM DRAM L1 > L2>L3 21. 常見周邊設備及單位 :(P.78) (1) 掃描器 (2) 數位相機 (3) 顯示器 (4) 印表機 (5) 相關單位 :CPS( 字元 / 秒 ) PPM( 頁 / 分 ) LPS( 行 / 秒 ) DPI( 點 / 英吋 ) PPI( 像素 / 英吋 ) 單元二電腦硬體知識第 5 頁