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最新計算機概論

最新計算機概論. 導論. 目錄. 1-1 　電腦的發展史 1-2 　電腦的類型 1-3 　電腦的組成 1-4 　電腦如何完成任務 . 1-1 　電腦的發展史 . 中國的算盤 法國數學家 Blaise Pascal 在 1642 年所製造的 Pascaline 法國織布工人 Joseph-Marie Jacquard 在 1801 年所發明的提花織布機 英國數學家 Charles Babbage 在 1830 年所提出的差分機 (difference engine) 分析機 (analytical engine). 回首頁 上一頁 下一頁.

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最新計算機概論

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Presentation Transcript

  1. 最新計算機概論 導論

  2. 目錄 • 1-1　電腦的發展史 • 1-2　電腦的類型 • 1-3　電腦的組成 • 1-4　電腦如何完成任務

  3. 1-1　電腦的發展史 • 中國的算盤 • 法國數學家Blaise Pascal 在1642年所製造的Pascaline • 法國織布工人Joseph-Marie Jacquard 在1801年所發明的提花織布機 • 英國數學家Charles Babbage 在1830年所提出的差分機 (difference engine) • 分析機 (analytical engine) 回首頁上一頁下一頁

  4. 美國科學家Herman Hollerith 在1890年自製的打孔卡片製表機器 • 美國愛荷華州立大學教授John V. Atanasoff與研究生Clifford E. Berry製造ABC • 英國數學家Alan Turing在1943製造COLOSSUS

  5. 美國哈佛大學教授Howard Aiken在1944年製造Mark I • 賓州大學教授John W. Mauchly和J. Presper Eckert Jr. 製造ENIAC和UNIVAC • IBM在1953、1954年推出IBM 701、IBM 650進入商業電腦市場

  6. 第一代電腦 (1951-1958) • 元件：真空管 • 語言：機器語言 • 速度：2,000IPS • 記憶體：主記憶體為磁蕊，輔助記憶體為打孔紙卡

  7. 第二代電腦 (1959-1964) • 元件：電晶體 • 語言：組合語言或早期的高階語言 • 速度：1MIPS • 記憶體：主記憶體為4-32KB的磁鼓或磁蕊，輔助記憶體為磁帶

  8. 第三代電腦 (1965-1970) • 元件：積體電路 (IC) • 語言：高階語言 • 速度：10MIPS • 記憶體：主記憶體為32KB-3MB的半導體記憶體

  9. 第四代電腦 (1971-現在) • 元件：超大型積體電路 (VLSI) • 語言：高階語言 • 速度：100MIPS-1BIPS • 記憶體：主記憶體為3MB以上的半導體記憶體

  10. 1-2　電腦的類型 • 超級電腦 (supercomputer) • 大型電腦 (Mainframe) • 迷你電腦 (minicomputer) • 個人電腦 (PC) • 麥金塔 (Mac)

  11. 平板電腦 • 個人數位助理 (PDA) • 低價電腦 • 嵌入式電腦 • 穿戴式電腦

  12. 1-3　電腦的組成

  13. 1-3-1　硬體 • 系統單元 • 輸入裝置 • 輸出裝置 • 儲存裝置

  14. 1-3-2　軟體 • 作業系統 (TQC, WinXP) • 公用程式 (防毒軟體、監控軟體…) • 應用軟體 (TQC, OFFICE…) • 程式語言 (C++, FORTRAN, C…)

  15. 電腦系統層

  16. 1-4　電腦如何完成任務

  17. 問題描述 • 利用自然語言表示 • 缺點: 具模糊性 • 導致電腦解讀翻譯錯誤發生

  18. 演算法 • 為克服語言模糊性，需透過演算法轉換。 • 演算法具備條件 • 輸入 • 輸出 • 明確性 • 有效性 • 有限性

  19. 程式 • 具演算法架構後，透過程式來轉換。 • 常見程式語言如下: • C • C++ • Java • VB • FORTRAN • …

  20. 指令集架構 • 程式於何種電腦上運作，需先轉換為該電腦所支援的指令集。 • 指令集為電腦與程式間的轉換介面。 • 指令集架構包含: • 執行指令 • 運算單元 • 資料類別 • 定址模式…

  21. 微架構 • 透過介面(如ISA)轉換為系統實作，稱之為微架構。 • 介面代表動作方式。 • 微架構代表完成動作的實際運作方法。

  22. 邏輯電路 • 將為結構轉換成邏輯電路，透過邏輯電路來完成特定功能的運作。 • 邏輯電路(邏輯閘) • AND • OR • NOT • XOR • NOR • …

  23. 電子電路 • 將邏輯電路轉換成電子電路，完成實際運作。 • 電子電路: • CMOS電路 • NMOS電路 • 砷化鎵電路

  24. 第一代軟體 (1951～1959年) • 第一世代的軟體是以機械語言撰寫，它的指令是建在特殊電腦的電路上。 • 最早的人工程式設計語言稱為組合語言(assembly language)，它使用助憶碼來代表每個機械語言指令。 • 一種稱為組譯器(assembler) 的程式便是讀取每一個助憶形式的指令，並將它們翻譯成對等的機械語言。

  25. 第二代軟體 (1959～1965年)

  26. 第二代軟體 (1959～1965年) • 高階語言 (high-level languages) 允許程式設計師以更像英文的陳述句來撰寫指令。 • 有兩種在第二世代其間被發展出來，且今日仍然在使用的語言是FORTRAN (一種為數值應用而設計的語言) 與COBOL (一種為商業應用而設計的語言)。 • 每個高階語言都伴隨著一個翻譯程式，它將以高階語言撰寫的陳述句翻譯成相對應的機械碼。

  27. 第三代軟體 (1965～1971年) • 一種可以決定程式何時執行的程式，以使電腦能夠控制電腦資源。程式稱為作業系統(operating system)。 • 載入器(loader) 將程式載入記憶體，連結器(linker) 則將大程式的每個部分連結在一起。

  28. 第三代軟體 (1965～1971年)

  29. 第四代軟體 (1971～1989年) • 1970年代出現了較佳的程式設計技術，稱之為結構化程式設計(structured programming)，它是一種邏輯的、嚴謹的程式設計方法。Pascal以及Modula-2便是以結構化程式設計為基礎所建立的兩種語言。 • 一種允許使用者將組合語言陳述句加入程式的語言C於此時出現，而一種結構化語言C++也因為允許使用者存取低階陳述句，而成為工業界選用的語言。

  30. 第四代軟體 (1971～1989年) • 由IBM PC發展的PC-DOS以及由其相容廠商發展的MS-DOS則成為個人電腦的標準。麥金塔作業系統引進滑鼠與點選圖形介面 (the point-and-click graphical interface) 從而徹底改變了使用者/電腦的互動情形。 • Lotus 1-2-3是最早在商業上成功的試算表，它允許初學者鍵入以及分析所有種類的資料。 • WordPerfect是最早的文書處理器之一。 • dBase IV則是一種可以讓使用者儲存、組織以及檢索資料的系統。

  31. 第五代軟體 (1990年～現在) • 第五世代值得注意的有三個事件：微軟 (Microsoft) 成為電腦軟體的領導者、物件導向設計與程式設計，以及全球資訊網。 • 90年代中期，文書處理器、試算表程式、資料庫程式以及其他應用程式在一起成為超級套裝軟體，稱為辦公室套件(office suit)。 • 物件導向設計(object-oriented design) 成為設計大程式計畫時的最佳選擇。鑒於結構化設計是根據工作階層，物件導向設計則是根據資料物件階層。

  32. 第五代軟體 (1990年～現在)

  33. 未來新趨勢 • 模式辨認 (pattern recognition) • 模糊邏輯 (fuzzy logic) • 虛擬實境 (virtual reality) • 人工智慧 (artificial intelligence) • 自然語言 (natural language) • 專家系統 (expert system) • 微科技、奈米科技 (microtechnology、nanotechnology)

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