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Computer Science An Overview 10 th edition by J. Glenn Brookshear

Computer Science An Overview 10 th edition by J. Glenn Brookshear. Chapter 1: 資料儲存 ( Data Storage). overview: 總的看法 , 一般看法 ; 略讀 , 瀏覽 edition: 版，版本，版次. 1.1 位元及其儲存 ( Bits and their Storage) 1.2 主記憶體 (Main Memory) 1.3 大量儲存設備 (Mass Storage) 1.4 資訊的位元表示法

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Computer Science An Overview 10 th edition by J. Glenn Brookshear

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  1. Computer ScienceAn Overview10th editionbyJ. Glenn Brookshear Chapter 1:資料儲存(Data Storage)

  2. overview:總的看法,一般看法;略讀,瀏覽 • edition:版，版本，版次

  3. 1.1 位元及其儲存 (Bits and their Storage) 1.2 主記憶體 (Main Memory) 1.3 大量儲存設備 (Mass Storage) 1.4 資訊的位元表示法 (Representing Information as Bit Patterns) 1.5 二進位系統 (The Binary System) Chapter 1:資料儲存(Data Storage)

  4. pattern: 圖案，模範，榜樣，型，式樣，樣品， 圖樣（ noun ）。摹制，仿造，以圖 案裝飾 • mass: 塊,大多數,質量,大量,群眾,彌撒(a.)群眾 的,大規模的,集中的(vt.)使集合 • storage: 存儲器，儲藏，保管，庫存，倉庫 • represent: （ vt ）表現，表示，描繪，講述， 聲稱，代表，象徵，扮演，回憶， 再贈送

  5. 1.6 儲存整數 (Storing Integers) 1.7 儲存分數 (Storing Fractions) 1.8 資料壓縮 (Data Compression) 1.9 通訊失誤 (Communications Errors) Chapter 1: Data Storage(continued)

  6. store: （ 名詞 ）商店，貯藏，倉庫，備用品， 存儲器 （動詞）儲存，貯藏， 供給貯藏。 (形容詞) 貯藏的 • fraction:碎片,少量,一小部分 , 分數 • compression: 壓縮，壓榨，縮小壓縮 • communication:通訊; 通信 • error: 錯誤

  7. 1.1位元及其儲存(Bits and their Storage) • 現今電腦的內部，資訊被編碼成一連串的 0 與 1 的圖樣。這些數字被稱為位元（binary digit, bit）。 布林運算 • 位元 0 代表偽，而位元 1 代表真。 • 這種處理真/偽的運算稱為布林運算（Boolean operation），如Figure 1.1。

  8. Figure 1.1 The Boolean operations AND, OR, and XOR (exclusive or) 1-8

  9. 1.1位元及其儲存(Bits and their Storage) • AND 的布林運算 P AND Q 　其中 P 是一個陳述，Q 是另一個陳述──例如， Kermit 是一隻青蛙 AND 豬小姐是位女演員 1 AND 1 才會是 1，其他情況都會產生 0 輸出 OR 的運算是基於以下形式的複合陳述 P OR Q • 兩者之中至少一個陳述是真時，則此陳述就是真的。 • XOR 運算是在兩個輸入中的一個為 1（真）而另一個是 0（偽）時才會產生 1（真）。

  10. Bit: Binary Digit (0 or 1) • Bit Patterns are used to represent information. • numbers • text characters • images • sound • and others 1.1位元和位元模式(Bits and Bit Patterns)

  11. manipulate: 操縱,利用,操作,應付,假造 • digit: 數字，位數，指頭 • text: 正文,本文;原文;主題文句,主要經文 • character: 字元 • image: 圖像，形象，翻版（ 名詞 ）。 作...的像，反映，想像，象徵圖像， 影像，肖像，想像

  12. Boolean Operation:An operation that manipulates one or more true/false values • Specific operations • AND • OR • XOR (exclusive or) • NOT 布林運算 (Boolean Operations)

  13. 閘（Gate） 當給定運算的輸入時，能夠產生布林運算輸出的基本元件稱為閘（gate），如Figure 1.2。

  14. Figure 1.2AND、OR、XOR 及 NOT 閘的圖示及其輸入值與輸出值(A pictorial representation of AND, OR, XOR, and NOT gates as well as their input and output values) 1-14

  15. 閘(Gates) Gate: A device that computes a Boolean operation Often implemented as (small) electronic circuits Provide the building blocks from which computers are constructed VLSI (Very Large Scale Integration) 1-15

  16. device:裝置; 設備 • compute:計算 • implement:實施建置 • electronic:電子的 • circuit:電路; 線路 • scale:標度; 尺度 • block:塊;資塊，磁區，資料段，段落;區段;區塊 • construct:構造，建造，想出，作圖構成物 • integration:整合, 集中

  17. 正反器（flip-flop） Figure 1.3 稱為正反器（flip-flop）的電路。一個正反器就是會產生 0 或 1 的輸出值的電路，而這個輸出值會持續到其他線路短暫地改變其電壓時，才會迫使這個輸出值改變。

  18. Figure 1.3A simple flip-flop circuit 1-18

  19. Flip-flop: A circuit built from gates that can store one bit. • One input line is used to set its stored value to 1 • One input line is used to set its stored value to 0 • While both input lines are 0, the most recently stored value is preserved 正反器(Flip-flops)

  20. Figure 1.4 Setting the output of a flip-flop to 1

  21. Figure 1.4 Setting the output of a flip-flop to 1 (continued)

  22. Figure 1.4 Setting the output of a flip-flop to 1 (continued)

  23. Hexadecimal notation: A shorthand notation for long bit patterns • Divides a pattern into groups of four bits each • Represents each group by a single symbol • Example: 10100011 becomes A3 十六進制表示法(Hexadecimal Notation)

  24. hexadecimal notation:十六進制表示法 • shorthand:速記，簡寫 • divide: (vt.)除;分配,分享;分歧(vi.)分,分開;分裂, 意見分歧;除,分,劃分;分開,隔開 • group: 組 • symbol:符號,象徵,代號,信條

  25. Figure 1.6The hexadecimal coding system

  26. 1.2　主記憶體(Main Memory) 在電腦內有一大群存放單一位元的電路，稱為機器的主記憶體(main memory)。 一般記憶單元的大小是 8 位元。 位元組（byte）這個詞來表示 8 位元的記憶單元。 1-26

  27. Main Memory • 一般將在記憶單元內的各個位元視為排列成一列。左端為高階端（high-order end），右端為低階端（low-order end），如圖 1.7 所示。 • 主記憶體的各個記憶單元都被指定一個唯一的「名字」，稱為其位址（address）（Figure 1.8 ）。

  28. Figure 1.7 The organization of a byte-size memory cell 1-28

  29. significant:(a.)重要的,有含義的,暗示的, 有效的,非偶然的 least: 最少 most:最多

  30. Figure 1.8記憶單元按位址排列( Memory cells arranged by address) 1-30

  31. Cell: A unit of main memory (typically 8 bits which is one byte) • 最高有效位元(Most significant bit): the bit at the left (high-order) end of the conceptual row of bits in a memory cell • 最低有效位元( Least significant bit): the bit at the right (low-order) end of the conceptual row of bits in a memory cell 1.2 主記憶體記憶單元(Main Memory Cells)

  32. unit:單位;單元，部件，裝置，設備;器 • typically:典型地 • significant: (a.)重要的,有含義的,暗示的,有效的,非偶然的 • cell:單元; 胞狀; 資料格; 字元格 • conceptual:概念 • row:行 • column: 列

  33. Main Memory Addresses Address:主記憶體的各個記憶單元都被指定一個唯一的「名字」，稱為其位址（address）（Figure 1.8 ）。 A “name” that uniquely identifies one cell in the computer’s main memory The names are actually numbers. These numbers are assigned consecutively starting at zero. Numbering the cells in this manner associates an order with the memory cells. 1-33

  34. unique: (a.)獨一無二的,獨特的,稀罕的 • identify: 識別，認明，鑑定，使等同 • 於，一致，變成一致 • consecutively:連續地 • manner:方式 • associate:使發生聯系,使聯合; • 把…聯想 • 起來(vi.)交往,結交合夥人, • 同事(a.)副的

  35. Main Memory • 主記憶體通常稱為隨機存取記憶體（random access memory, RAM）可以依任何順序取用記憶單元，每個記憶單元都可以隨需要獨立地被存取。

  36. random:隨機 • dynamic:動態 • access: 存取

  37. Measure Main Memory Capacity • 早期電腦的記憶體大小常以 1024 （也就是 210）個記憶單元為單位來度量。 • 因為 1024 接近 1000，所以在電腦界採用 kilo（千）這個英文字首表示這個度量單位。

  38. Measure Main Memory Capacity • kilobyte（縮寫為 KB），用來表示 1024 位元組，4096 記憶單元，具有 4KB（4096 = 4×1024）記憶體。 • mega 1,048,576（也就是 220），giga表示 1,073,741,824（也就是 230），MB（megabyte）及 GB（gigabyte）。

  39. Random Access Memory (RAM): Memory in which individual cells can be easily accessed in any order • Dynamic Memory (DRAM): RAM composed of volatile memory Memory Terminology

  40. Individual: 個別的 • compose: 組成,寫作,作曲,使平靜創作,排字,編寫 • volatile: /v'ɑlətəl/揮發

  41. Kilobyte: 210 bytes = 1024 bytes • Example: 3 KB = 3 times1024 bytes • Sometimes “kibi” rather than “kilo” • Megabyte: 220 bytes = 1,048,576 bytes • Example: 3 MB = 3 times 1,048,576 bytes • Sometimes “megi” rather than “mega” • Gigabyte: 230 bytes = 1,073,741,824 bytes • Example: 3 GB = 3 times 1,073,741,824 bytes • Sometimes “gigi” rather than “giga” Measuring Memory Capacity

  42. On-line versus off-line • Typically larger than main memory • Typically less volatile than main memory • Typically slower than main memory Mass Storage

  43. versus:比對 • on-line：連線線上 • of-line：脫機，離線

  44. Magnetic Systems • Disk • Tape • Optical Systems • CD • DVD • Flash Drives 1.3大量儲存設備(Mass Storage Systems)

  45. magnetic: (a.)有磁性的,有吸引力的,催眠術的 • optical: 視覺的，眼睛的，光學的 • flash: 閃光，閃現，一瞬間,閃光，閃現， 反射。使閃光，反射

  46. Hard Disk 讀寫頭會在磁碟的上表面或下表面走過一個圓形軌跡，稱為磁軌（track）。 所有讀寫頭一同移動時，所能讀取的各碟片上的磁軌便形成如圓柱體，稱為磁柱（cylinder）。 磁軌又被分割成許多圓弧，稱為磁區（sector）。

  47. Figure 1.9 A magnetic disk storage system 1-47

  48. Figure1.9.1: 移動磁頭磁碟機

  49. Hard Disk 一般的容量是在 512 位元組到數個 KB 之間。 磁軌、磁區的位置並非磁碟實體結構的永久部份。相反地，它們是磁碟經過格式化（formatting）［或初始化（initializing）］的過程而標示出來的。

  50. Hard Disk 高容量的磁碟系統可以有數 GB 的容量，一般是由五到十片硬式的磁片串在一個共用的軸上。 使用硬式的碟片，被稱為硬碟機（hard-disk system）。

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