電腦與資訊時代 鄭沂承 帥哥

電腦管理資訊的時代 數位化的資訊傳遞行為 eBook E-mail BBS 資訊:資料->資料處理->資訊 Net meeting　IP phone　MSN 資訊:資料->資料處理->資訊 電腦:處理資訊的最佳工具 具高速處理，通訊與超大量儲存的 特點

電腦的用途（一） 科學計算 大量儲存 通訊能力 辦公室自動化（ＯＡ） 金融商務 使用光學、磁力儲存裝置 ex: NetMeeting 　使用光學、磁力儲存裝置 通訊能力 　ex: NetMeeting 辦公室自動化（ＯＡ） 電子檔案代替紙張 電子表格代替傳統的財務報表 網路傳送檔案代替傳真機 金融商務 信用卡支付、ATM自動櫃員機、股市資訊

電腦的用途 (二) 電子化政府 申報賦稅、線上戶政資料申請 交通管理 ex: 控制紅綠燈燈號 遠距教學 電腦輔助設計(CAD) 圖樣數位化後精密度可靠、方便傳送、儲存與修改

電腦的用途 (三) 電腦輔助製造(CAM) 機械手臂、汽車與電子元件的裝配，減低人工成本 影視娛樂 看電視、玩電動、聽廣播 MP3(MPEG Layer 3):是由ISO以及MPEG共同制定的一種語音編碼標準，可以極小失真率

電腦系統三元素 硬體 構成電腦的電子設備與機械設備 軟體 在硬體基礎上執行的作業系統及程式等 使用者 操作電腦的人

軟體分類 系統軟體 沒安裝任何軟體的電腦稱為裸體，且裸機是不能工作的 應用軟體 功能: 提供環境讓應用軟體可在此環境使用 ex: 作業系統、系統公用程式 管理電腦的資源及電腦上執行的應用軟體 應用軟體 簡報軟體、程式設計、資料庫管理、電子試算表等

週邊裝置與主機 週邊裝置 廣義:除了記憶體、CPU之外的所有裝置，都可列為 主機 廣義:機殼內所有元件 狹義:含CPU與記憶體 狹義: 用來輔助電腦工作的非必要裝置 ex: 鍵盤、滑鼠、螢幕、印表機等 主機 廣義:機殼內所有元件 狹義:含CPU與記憶體

電腦系統五大單元 輸入單元 記憶單元 輸出單元 CPU 算數邏輯單元 控制單元

輸入單元 電腦系統獲得外界資料的通道，負責把外部資料轉成數位資料 ex: 鍵盤可將敲擊動作轉為電腦 輸入裝置 的字元編碼 輸入裝置 鍵盤、滑鼠、手寫裝置、掃描器、網路攝影機、麥克風……

記憶單元 作用包含長久儲存資料、協同CPU運算、資料傳輸的通道，以及資料交換與共享 階層記憶體系統 ex: 硬碟、USB、MO 快取記憶體(cache) 容量數十KB至數MB，價格最貴 主記憶體(main memory) 容量數百MB至數GB，價格較低，以模組為單位 輔助記憶體(secondary memory) 容量從數十、數百GB，甚至數TB不等 ex: 硬碟

算數/邏輯單元 電腦中資料都是以二進位儲存和處理，所以無論是處理文字、圖片、聲音，對電腦來說都是一種運算 可以根據程式要求，完成加、減、乘、除的運算以及NOT、AND、OR邏輯運算

控制單元 負責指揮各單元間的資料傳送，以及對指令進行解碼(decode) 將操作數據送至算數邏輯單元，以及指揮算數邏輯單元執行指令要求的運算 再根據結果擷取下一指令，並重複解碼、運算，直到程式執行完畢

輸出單元 由於電腦內部使用二進位電子訊號處理資料，所以為了將處理結果呈現給使用者看，就需要透過輸出裝置轉換成可看見的文字、影像、聲音等 顯示器(分CRT、LED顯示器) 、印表機、喇叭

電腦分類 (一) 超級電腦(super-computer) 用途 軍事: 模擬核子爆炸、計算飛彈彈道 超級電腦一般採用多CPU平行處理架構 主要應用在大量的計算上，電腦處理的工作量只取決於電腦的執行速度 用途 軍事: 模擬核子爆炸、計算飛彈彈道 非軍事: 氣象預測、生化科技、基因計算 超級電腦一般採用多CPU平行處理架構

電腦分類 (二) 大型電腦(mainframe) 適用於需求快速處理資料者，常擔任伺服器的角色 ex: 銀行、保險公司、航空公司 具較強的處理能力，可同時提供許多人使用電腦資源，主要在處理輸入為主的應用，且 由多顆CPU組成 適用於需求快速處理資料者，常擔任伺服器的角色 ex: 銀行、保險公司、航空公司

電腦分類 (三) 迷你電腦(minicomputer) 由於大型電腦對中小企業過於昂貴，加上他們也不需要那麼強大的性能，於是設計出迷你電腦 ex: IBM AS400、RS600 、

電腦分類 (四) 個人電腦(personal computer ; PC) 桌上型電腦(desktop computer) 筆記型電腦(laptop computer/notebook) 適合移動辦公使用 掌上型電腦(handheld computer) 可方便放在上衣口袋攜帶，提供行事曆、電子郵件、網路通訊等 多使用GPRS或無線網路連接到網際網路

基本邏輯閘 數位系統中最基本的運算就是邏輯運算，負責邏輯運算最基本的元件就是邏輯閘 除了布林代數中之基本運算子 NOT、OR、AND之外，還有NOR、 NAND、EXCLUSIVE OR、EXCLUSIVE NOR等邏輯閘，方便電路上的應用，統稱為基本邏輯閘。

NOT Gate 反閘(NOT Gate)是專門負責反相運算的邏輯閘，它有一個輸入端和一個輸出端，輸出端的狀態永遠與輸入端相反，電路符號及真值表如下圖所示

OR Gate (一) 或閘(OR Gate)是專門負責或運算的邏輯閘，有兩個以上的輸入端和一個輸出端 當任何一個輸入端為邏輯1時，輸出端必為邏輯1，僅在輸入端全部為邏輯0時，輸出端才會為邏輯0

OR Gate(二)

AND Gate (一) 及閘(AND Gate)是專門負責及運算的邏輯閘，它有兩個以上的輸入端和一個輸出端 當任何一個輸入端為邏輯0時，輸出端必為邏輯0，僅在輸入端全部為邏輯1時，輸出端才會為邏輯1

AND Gate (二)

NOR Gate (一) 反或閘(NOR Gate)是專門負責反或運算的邏輯閘，它的功能相當於OR閘的輸出端加一個NOT閘，有兩個以上的輸入端和一個輸出端 當任何一個輸入端為邏輯1時，輸出端必為邏輯0，僅在輸入端全部為邏輯0時，輸出端才會為邏輯1

NOR Gate (二)

NAND Gate (一) 反及閘(NAND Gate)是專門負責反及運算的邏輯閘，它的功能相當於AND閘的輸出端加一個NOT閘 當有兩個以上的輸入端和一個輸出端，當任何一個輸入端為邏輯0時，輸出端必為邏輯1，僅在輸入端全部為邏輯1時，輸出端才會為邏輯0

NAND Gate (二)

EXCLUSIVE OR Gate (一) 互斥或閘(EXCLUSIVE OR Gate)可由OR閘、AND閘、NOT閘組合而成如下圖

EXCLUSIVE OR Gate (二) 僅有兩個輸入端和一個輸出端 當兩個輸入端的狀態相同時，輸出端必為邏輯0，兩個輸入端的狀態不相同時，輸出端才會為邏輯1

EXCLUSIVE NOR Gate (一) 反互斥或閘又可稱為互斥反或閘(EXCLUSIVE NOR Gate) ，如下圖

EXCLUSIVE NOR Gate (二) 僅有兩個輸入端和一個輸出端 當兩個輸入端的狀態相同時，輸出端必為邏輯1，兩個輸入端的狀態不相同時，輸出端才會為邏輯0

歸納與整理 (一) 反閘(NOT Gate) 輸出端的狀態永遠與輸入端相反 或閘(OR Gate) 任何一個輸入端為邏輯1時，輸出端必為邏輯1 僅在輸入端全部為邏輯0時，輸出端才會為邏輯0

歸納與整理 (二) 及閘(AND Gate) 任何一個輸入端為邏輯0時，輸出端必為邏輯0 僅在輸入端全部為邏輯1時，輸出端 才會為邏輯1 僅在輸入端全部為邏輯1時，輸出端 才會為邏輯1 反或閘(NOR Gate) 任何一個輸入端為邏輯1時，輸出端必為邏輯0 僅在輸入端全部為邏輯0時，輸出端才會為邏輯1

歸納與整理 (三) 反及閘(NAND Gate) 任何一個輸入端為邏輯0時，輸出端必為邏輯1 僅在輸入端全部為邏輯1時，輸出端才會為邏輯0 互斥或閘(EXCLUSIVE OR Gate) 當兩個輸入端的狀態相同時，輸出端必為邏輯0 兩個輸入端的狀態不相同時，輸出端才會為邏輯1。

歸納與整理 (四) 反互斥或閘又可稱為互斥反或閘(EXCLUSIVE NOR Gate) 當兩個輸入端的狀態相同時，輸出端必為邏輯1 兩個輸入端的狀態不相同時，輸出端才會為邏輯0。

迪摩根定理 第一定理 兩變數或運算後反相等於變數先反相後再做及運算 第二定理 兩變數及運算後反相等於變數先反相後再做或運算

結 論 綜合迪摩根第定理，我們可以歸納出一個原則 當AND閘、OR閘互換時，輸入及輸出端都加上NOT閘即可 (口訣： AND閘變OR閘；OR閘變AND閘，頭尾 加NOT閘。)

二進位表示法

簡易二進位轉十進位 10110101.11012所對應的十進位數為181.8125

簡易十進位整數轉二進位 十進位181所對應的二進位數為101101012

範例: 十進位-41轉成二進位00101001，變成補數11010110。

一補數轉十進位

二補數表示法 給定一個十進位數值，轉換成它的二補數表示法步驟如下：

範例: 40和-40的二補數表示法為何？

二補數轉十進位

二補數表式法與數值的對應關係

二補數表示法的兩正數相加

二補數表示法的一正一負相加，且結果為正

二補數表示法的一正一負相加，且結果為負

二補數表示法的兩負數相加

二補數表示法的兩正數相加 結果超過正數儲存範圍

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