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教學大綱

教學大綱. 基本目的 了解計算機軟硬體的基本概念；. 計算機概述. 計算機是一種無需人工干預 , 能對各種訊息進行 存儲和快速處理的電子設備 . 而人的大腦也有處理 訊息的功能 , 所以通常把計算機稱為電腦 . 接受輸入，處理數據，存儲數據並產生輸出. 世界上第一台電子計算機是 1946 年研製成功的 . 半個多世紀以來 , 計算機獲得了突飛猛進的發展 . 人們依計算機性能和當時軟硬體技術將計算機的發展劃分成四個階段 , 每階段在技術上都是一次新的突破 , 在性能上都是一次質的飛躍 .

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Presentation Transcript

  1. 教學大綱 基本目的 了解計算機軟硬體的基本概念；

  2. 計算機概述 計算機是一種無需人工干預,能對各種訊息進行 存儲和快速處理的電子設備.而人的大腦也有處理 訊息的功能,所以通常把計算機稱為電腦. 接受輸入，處理數據，存儲數據並產生輸出

  3. 世界上第一台電子計算機是1946年研製成功的.半個多世紀以來,計算機獲得了突飛猛進的發展.人們依計算機性能和當時軟硬體技術將計算機的發展劃分成四個階段,每階段在技術上都是一次新的突破,在性能上都是一次質的飛躍.世界上第一台電子計算機是1946年研製成功的.半個多世紀以來,計算機獲得了突飛猛進的發展.人們依計算機性能和當時軟硬體技術將計算機的發展劃分成四個階段,每階段在技術上都是一次新的突破,在性能上都是一次質的飛躍. 第一代計算機是從1946年到1957年.它採用電子管作為計算機的基本邏輯部件. 第二代計算機是從1958年到1964年.它採用晶體管作為計算機的基本邏輯部件. 第三代計算機是從1965年到1969年.它採用中小規模積體電路作為計算機的基本邏輯部件. 第四代計算機是從1970年至今,它採用大規模超大規模積體電路作為計算機的基本邏輯部件.

  4. 從古到今,人類發明了數不清的機器,但從沒有像計算機這樣具有強大的處理能力.從古到今,人類發明了數不清的機器,但從沒有像計算機這樣具有強大的處理能力. 1.從運算能力看:現下高性能的電腦每秒能進行10億次加減運算.而在很多場合,運算速度有決定性作用,例如:計算機控制導航,要求“運算速度比飛機飛的還快”. 2.從計算精度來說:舉一個例子,歷史上有個著名的數學家契依列,曾經為了更精確地計算圓周率,整整花了15年時間,才算出707位,如果把這件事交給計算機來做,在幾個小時就可計算到10萬位. 3.記憶能力:我們可以將一座大型圖書館的幾百萬冊圖書訊息存入計算機,並採用計算機自動檢索系統,隨時隨地向讀者提供服務,它的記憶力強不強,你就可想而知了.

  5. 4.邏輯判斷能力:數學中有個“4色問題”, 說的是不論多么複雜的地圖,最多只需 4種顏色著色就夠了.100多年來,不少數 學家一直想來證明或者推翻它,卻一直 沒有結果,成了數學中的著名難題,1976 年兩位數學家終於使用計算機進行了推 理,證明了這個有名的猜想.5.自動執行程式的能力︰機器人, 無人駕駛飛機就是利用計算機 自動執行程式的能力來工作的. 計算機的應用領域︰ 據統計,現下計算機有一萬多種用途,並且每年以 300─500種的速度增加,應用包括以下幾個方面:1)科學 計算,2)訊息處理,3)過程控制,4)人工智慧,5)計算機輔助 設計(CAD)與輔助製造(CAM).

  6. 計算機的體系架構 • 數字電路 • 內部架構 • 積體電路，主機板（包含處理器及處理輸入輸出的晶片）。 • 五大功能部件 • 運算器,控制單元,記憶體,輸入設備和輸出設備

  7. 運算器又稱算數邏輯部件，簡稱ALU，是計算機用來進行數據運算的部件。數據運算包括算術和邏輯運算。運算器又稱算數邏輯部件，簡稱ALU，是計算機用來進行數據運算的部件。數據運算包括算術和邏輯運算。 記憶體是計算機中具有記憶能力的部件，用來存放程式或數據。程式和數據是兩種不同的訊息，應放在不同的地方，兩者不可混淆。像指令總是送到控制單元，而數據則總是送到運算器。記憶體就是這樣一種能根據位址接收或提供指令或數據的裝置。 控制單元是計算機的指揮系統，控制單元是透過位址訪問記憶體，逐條取出選中單元的指令、分析指令，並根據指令產生相應的控制信號作用於其它各個部件，控制其它部件完成指令要求的操作。 輸入設備是用來輸入程式和數據的部件。典型的輸入設備有︰鍵盤、滑鼠、掃瞄器、磁碟機等。輸出設備正好與輸入設備相反，是用來輸出結果的部件。除顯示器外，常用的還有印表機、隨身碟、磁碟機等。

  8. CPU是中央處理器的英文縮寫,是運算器與控制單元兩者的統稱。CPU是中央處理器的英文縮寫,是運算器與控制單元兩者的統稱。 電腦的硬體系統是由主機和I/O設備組成。硬體系統中,CPU、內存和連接輸入輸出裝置的界面(不包括實際輸入輸出裝置)統稱為主機。 主機是有特定含義的.電腦的主機,通常製做在一塊印刷電路板上,這就是通常所說的主機板。前面說的輸入設備和輸出設備統稱外部設備，簡稱I/O設備。 外部設備品種繁多，不同的外設物理性能相差極大，因此不能直接與主機相連，而必需在主機與外設之間透過稱之為I/O“界面電路”的特殊邏輯部件，才能實現主機與外設之間的訊息交換。設定界面的主要原因是︰主機與實際外設的工作速度相差極大，主機是高速電子設備，而外設則大多是電子式機械設備；不同的外設工作模式不一樣，數據格式也不一樣。I/O界面就是針對上述原因而設計的邏輯電路。例如為了把顯示器接入主機，要透過一塊顯示卡與主機相連，印表機、隨身碟等外設也需透過I/O界面才能接入主機。

  9. 指令 指令是指示計算機執行某種操作的命令。 一條指令，通常包括兩方面內容︰運算碼和位址碼。其中，運算碼用來表徵一條指令的操作特性和功能；位址碼給出參與操作的數據在記憶體中的位址。 指令系統是指一台電腦所能執行的全部指令的集合。 指令系統決定了一台電腦硬體的主要性能和基本功能。 指令系統一般都包括以下幾大類指令。 1，數據傳送類指令 2，運算類指令 包括算術運算指令和邏輯運算指令。 3，程式控制類指令 主要用於控制程式的流向，包括轉移指 令，返回指令，中斷指令等。 4，輸入/輸出類指令 簡稱I/O指令，這類指令用於主機與外 設之間交換訊息

  10. 指令週期 電腦執行一條指令所用的時間。 CPU的性能 電腦的架構如何影響其性能？ 積體電路技術的發展─矽晶體管的大規模集成技術 摩爾定律︰晶片上的晶體管數量每隔18個─24個月 就會翻一番─預測了晶片30年的發展。 時鐘頻率 系統時鐘決定數據傳輸和指令執行的速度或頻率 字長 字長決定與CPU的暫存器和匯流排的數據寬度 高速緩存器（Cache) 高速緩存器越大，處理速度就越快。

  11. 記憶體─內存與外存 內存─隨機記憶體，虛擬記憶體，CMOS及唯讀記憶體 隨機記憶體（RAM)︰臨時儲存數據或指令，“停電”則丟 失數據。 虛擬內存︰使用硬碟類比內存 唯讀記憶體(ROM)︰儲存一個稱之為BIOS的小型指令集合 （引導指令是永久的） CMOS︰儲存電腦系統配置訊息 比RAM儲存的時間長，但又不像ROM那樣不可修改 即插即用（Plug & Play )

  12. 數據傳輸 各個不同部件之間怎樣進行通信？ 這涉及到匯流排。所謂匯流排，是一組連接各個部件 的公共通信線。即各個有聯繫的部件不是單獨地 使用導線連接，而是一律連接到匯流排上，因此各 部件間的通信關係變成面向匯流排的單一關係，所 以匯流排是各部件共用的。 匯流排英文為BUS。根據匯流排上傳送訊息的不同， 分為位址匯流排（AB）、數據匯流排（DB）和控制 匯流排（CB）。 1. 位址匯流排︰是CPU向內存儲器或I/O界面傳送 位址訊息的通路，它是單方向的，只能從CPU向 外傳送。 2. 數據匯流排︰是CPU向內存儲器或I/O界面傳送 數據的通路；反之也是從內存儲器或I/O界面向CPU 傳送數據的通路。由於它可以在兩個方向上往返傳 送數據，所以稱為雙向匯流排。 3. 控制匯流排︰是CPU向內存儲器或I/O界面傳送 命令信號以及接收來自外設向CPU傳送狀態的信號 通路。

  13. 輸入輸出 I/O在CPU和外圍設備之間的通路包括了擴展匯流排，擴展 槽，各種板卡及電纜。 擴展槽 ︰提供一種連接大量外圍設備的途徑 擴充插件板︰ 音效卡，網路卡， modem… 擴展界面︰通常在擴充插件板上，或計算機背板上… 電纜與連接器及其類型

  14. 電腦的系統配置 指的是硬體方面的配置和軟體方面的配置. 硬體配置又分為基本和選配。 基本硬體為: 主機板,CPU,記憶體,顯示卡,硬碟,軟碟,鍵盤,滑鼠,螢幕. 選配硬體為: 音效卡,光碟機,印表機,防毒卡,網卡等等。 軟體配置主要指作業系統。

  15. 數據表示 數據與編碼 電腦有許多種不同的編碼方案表示數據。電腦使用的 編碼模式倚賴於數據是數值型還是字符型。數值型數據使 用二進製來表示，字符型數據則需使用編碼。 字符編碼就是規定用怎樣的二進製編碼來表示文字和符 號。它主要有以下幾種形式︰ 1、BCD碼（二--十進製碼） 人們通常採用把十進製數的每一位分別寫成二進製 數形式的編碼，稱為二--十進製編碼或BCD編碼。BCD 編碼方法很多，通常採用的是8421編碼。這種編碼最自 然，最簡單。這種編碼的特點是書寫方便、直觀、易於 識別。

  16. 2、 ASCII碼 電腦系統中使用得最廣泛的是美國訊息交換用標準（代）碼，簡稱ASCII。ASCII碼有7位版本和8位版本兩種。國際上通用的是7位版本。7位版本的ASCII碼有128個元素，其中通用控制字符34個，阿拉伯數字10個，大，小寫英文字母52個，各種標點符號和運算符號32個。

  17. 數制及轉換 數制指用一組固定的符號和統一的 規則來表示數值的方法。按進位的方法進行計數,稱 為進位計數制。 幾種常用進位計數制. 1.十進制(Decimal notation) 2.二進制(Binary notation) 3.八進制(Octal notation) 4.十六進制(Hexdecimal notation) 電腦內部一律採用二進制表示數據

  18. 不同數制之間的轉換,實質是基數間的轉換.一般轉換的原則是:如果兩個有理數相等,則兩數的整數部分和小數部分一定分別相等.因此,各數制之間進行轉換時,通常對整數部分和小數部分分別進行轉換.不同數制之間的轉換,實質是基數間的轉換.一般轉換的原則是:如果兩個有理數相等,則兩數的整數部分和小數部分一定分別相等.因此,各數制之間進行轉換時,通常對整數部分和小數部分分別進行轉換. 1. 非十進制數轉換成十進制數 非十進制數轉換成十進制數的方法是，把各個非十進制數按權展開求和即可。即把二進制數（或八進制數，或十六進制數）寫成2（或8或者16）的各次冪之和的形式，然後計算其結果。 例1 把下列二進制數轉換成十進制數。 如圖︰

  19. 2.十進制數轉換成非十進制數 （1）十進制數轉換成二進制數把十進制數轉換為二進制數的方法 是︰整數轉換用“除2取餘法”；小數轉換用“乘2取整法”。 例︰ 將十進制數（254）10轉換為二進制數。 如圖 （2）十進制數轉換成八進制數 十進制數轉換成八進制數的方法是︰整數部分轉換採用“除8取餘法”； 小數部分轉換採用“乘8取整法”。 二進制的算術運算和邏輯運算 二進制數的算術運算包括加法，減法，乘法和除法。 二進制數的邏輯運算包括與，或，非等。

  20. 在Internet上的所有數據都以封包的形式傳送， 發送方將訊息和文本分成封包後在Internet網 上傳送，而接收方則將接收到的封包重新組裝 成原來的訊息。 Internet 所使用的通信協議是TCP/IP協議。 TCP/IP的作用 TCP（ Transmission Control Protocol），為傳輸控制協議，與IP協議協同工作。其作用是在發送和接收電腦系統之間維持連接，提供無差錯的通信服務，包括自動檢測網上丟失的數據並在數據丟失時重傳數據，除掉重複的數據，精確地按原發送順序重新組裝數據，並自動根據電腦距離的遠近修改通信確認的超時值，從而利用確認和超時機製處理數據丟失問題。這樣一來，就保持了數據傳送的完整性。

  21. IP（Internet Protocol），為互聯網協議。我們知道在Internet中傳送訊息包採用的是IP協議，因此又將其稱為IP位址。每個連入Internet的電腦都要有這樣一個IP位址標識自己。IP位址用四組十進製數表示，共佔用四個位元組（32位），每組數字取值範圍為0─255，彼此之間用圓點“.”作為分隔。例如，本校主機位址為“163.27.171.1”。 域名管理系統DNS 為了使IP位址便於用戶使用，同時也易於維護和管理，Internet上建立了所謂的域名管理系統DNS（Domain Name System）.DNS用分 層的命名方法，可以對網路上的電腦賦予直觀的唯一標識名，即域名，其一般格式如下︰電腦名.組織機構名.網路名.最高層域名。 比如，本校信件伺服器設定的域名為︰mail.mljh.ylc.edu.tw

  22. 網路數據的管理 Internet是透過路由器將各個網路互聯起來的。路由器是互聯網路、執行路由選擇任務的專用設備。它就像交通警察維持交通秩序一樣，負責網上的數據流動路線，防止線路發生阻塞，並在阻塞發生時調節數據流量。 ISP ISP(Internet Service Provider)，意為提供Internet的服務者。要想成 為Internet的合法用戶，就應該向ISP提出申請。

  23. 上網模式 Internet的用戶通常有電話撥號模式和專線模式。 Internet提供的服務 1.電子郵件（E-mail）,是Internet上應用最廣泛的服務項目，通常採用簡單的郵件傳輸協議（SMTP──Simple Mail Transfer Protocol）。 電子郵件也有自己的位址，典型的位址一般由用戶名、主機名和域名 組成，如xxxxx@mail.mljh.ylc.edu.tw，其中，@前面是用戶名，@後面依次是主機名、機構名、機構性質代碼和國家代碼。如果接收者是同一伺服器的用戶，則可只寫其用戶名；如果是外部郵件位址，則必須寫全名。

  24. 2. WWW是(World Wide Web)，簡稱為Web。 是一種組織和管理訊息瀏覽或交互式訊息檢索的系統。它以超文 本模式提供世界範圍的多媒體訊息服務。 WWW是Internet、超文本和超媒體技數相結合的產物。其中超文本及超媒體指的是將選單，圖像、聲音等訊息嵌入文本的技術。 常用瀏覽器 微軟公司的Internet Explorer（簡稱IE）和美國網景公司的Netscape Navigator（簡稱Netscape）。

  25. Internet安全問題及措施 • 1、訪問權限的控制︰由系統規定主體（如用戶）對客體（如檔案、資料庫、設備）的訪問權限（如可讀、可寫），每個用戶只能在自己的權限範圍內使用網路資源。 • 2、防火牆︰防火牆是指一種將內部網和公眾可訪問網（比如Internet）分開的方法。建立防火牆的目的在於確保內部網路既能與外部通信又能減少來自外界的侵害。 • 3、個人網路訊息的安全︰密碼（Password）是一種最容易實現的用戶識別技術，對於普通的Internet用戶，密碼往往是他保護個人網路訊息的唯一手段。

  26. 數據安全與控制 數據丟失，數據被竊，數據損壞導致錯誤的主要原因： 操作錯誤，電源不正常，硬體失效等 病毒，破壞及電腦犯罪 電腦病毒 電腦病毒目前還沒有一個公認的定義,因為從不同的角度有不同的認識 .一般的定義是指編製或者在電腦程式中插入的破壞電腦功能或者毀壞 數據,影響電腦使用,並能自我複製的一組電腦指令或者程式代碼.

  27. 電腦病毒的特點有以下幾個方面: 1.電腦病毒是一段可執行的程式。 病毒程式和其它合法程式一樣,可以直接或間接地營運.最可怕之處是它能隱蔽在正常可執行程式或數據檔案中而不易被察覺. 2.電腦病毒的傳染性 病毒程式一旦進入系統,就會與系統中的程式接在一起,營運被傳染的程式之後又會傳染其它程式.於是很快波及整個系統乃至 電腦網路. 3.電腦病毒的潛伏性 這是指病毒程式具有依附於其它媒體的寄生能力,它能隱蔽在合法檔案中幾月甚至幾年,存在時間越長,傳染範圍就越大. 4.電腦病毒的可觸發性 病毒程式一般都有一個觸發條件,在一定條件下激活傳染機製而對系統發起攻擊.

  28. 5.計算機病毒的破壞性 病毒程式的破壞性取決於病毒程式設計者,重者能破壞系統的正常運 行,毀掉系統內部數據,輕者能降低系統工作效率. 6.計算機病毒的針對性 目前大多數病毒是針對IBM PC及其兼容機的. 7.計算機病毒的衍生性 病毒程式往往由幾部分組成,修改其中的某個模塊能 衍生出新的不同於原病毒的計算機病毒. 計算機病毒的分類 按病毒的傳染管道來分有︰ 一.磁片引導區傳染的計算機病毒 引導區傳染的病毒主要是透過用計算機病毒取代正常的引導記錄, 而將正常的引導記錄挪至其它存儲空間.由於引導區是系統能正常 工作的先決條件,所以這種病毒在一開始就獲得了控制權,傳染性較大. 二.作業系統傳染的計算機病毒 作業系統是任何一個計算機營運的支援環境,該病毒就是利用作業系 統這一特性,而將病毒寄生在正常的系統模塊中或與系統中的某些模 塊進行鏈接,從而使系統染上病毒,從系統一級尋找可傳染的宿主程式 進行傳染,這種病毒目前相當廣泛.

  29. 三.一般應用程式傳染的計算機病毒 這種病毒以應用程式為攻擊對象,將病毒寄生在應用程式中並獲得控制權,注入內存並尋 找可以傳染的對象進行傳染.由於目前各種實用軟體很多,所以這種病毒入侵的可能性相 當大. 四.BIOS病毒 長期以來,人們一直認為病毒只能攻擊軟體,然而最近出現一種名為CIH的病 毒,在全球造成不小的轟動.它能感染系統設定程式.這意味著病毒程式可能 控制硬體工作環境,發作時除了破壞BIOS,還會破壞硬碟數據,格式化硬碟,燒 壞主板與CPU. 計算機病毒檢測 方法有兩種︰ 一是人工檢測,二是自動檢測. 人工檢測要求用戶有較高的業務素質,自動檢測有專門的病毒檢測軟體. 主要的人工檢測方法有下面兩種: 一.觀察法 ︰感染上病毒的計算機一定會出現某種異常, 出現下列現象,就應 意識到計算機可能感染上病毒。 1.系統引導的異常現象 .引導時出現當機現象; .引導時間變長; .計算機運作速度變慢.

  30. 2.執行檔案操作時的異常現象 .檔案變長,檔案屬性,日期,時間等發生改變; .檔案莫名其妙地丟失; .檔案執行時間變長; .平時能執行的檔案無法正常工作; .系統自動生成一些特殊檔案. 3.使用外部設備時的異常現象 .蜂鳴器發出異常聲響; .螢幕出現一些莫名其妙的圖形,雪花,亮點等; .正常外部設備無法使用; .硬碟無法正常讀寫; .調入中文字驅動程式後不能列印.

  31. 二.檢測法 檢測法要求對系統有一定的了解,適用於較 高水準的用戶.一般可透過下列方法檢測: .檢測內存方法; .檢測硬碟主引導扇區方法; .檢測中斷向量的方法; .檢測內存數據區的方法,等等.

  32. 以防為主 • 除使用殺毒軟體來殺毒之外, 防毒的方法還有: • (1)經常做檔案備份,重要的檔案要多做幾份； • (2)一旦確認系統被病毒感染,先關閉系統,然後重新將硬碟格式化. • 再重新安裝系統,然後將新近做的數據和檔案備份存入硬碟； • (3) 不要隨意讓人使用你的系統

  33. The End 謝謝﹗

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