電腦基本架構 電腦的使用與保養 電腦系統元件 電腦的儲存裝置 輸入裝置 輸出裝置 第2章 電腦硬體 電腦基本架構 電腦的使用與保養 電腦系統元件 電腦的儲存裝置 輸入裝置 輸出裝置

輸入單元 2-1 電腦基本架構 電腦電源開關打開之後，通常第一個會碰到的步驟就是接觸鍵盤，藉由打字的方式產生訊號，此時會由電腦裡的軟體，將這些資訊編譯成由0和1構成的機械語言傳送給中央處理器。 輸入裝置有滑鼠(mouse)、軌跡球(trackballs)、觸控板(touchpads) 、遊戲操縱桿(joysticks) 、掃描器(scanners) 、數位照相機(digital cameras)和麥克風(microphones)。

控制單元與算術邏輯單元 2-1 電腦基本架構 是俗稱的CPU(Central Processing Unit:中央處理器)，主要是負責整個電腦系統各單元間資料傳送、運作控制、算術運算(例如四則運算)與邏輯運算(例如AND、OR、NOT)的執行。 當輸入單元在接收到資料以後，會先通過處理器的「控制單元」，依照所接收到的指令內容將資料送往「算數邏輯單位」或者是記憶單元中，最後再送往輸出單元。

記憶單元 包括為「主記憶體」與「輔助記憶體」兩種。 「主記憶體」負責處理過程中暫存的程式與資料， 2-1 電腦基本架構 包括為「主記憶體」與「輔助記憶體」兩種。 「主記憶體」負責處理過程中暫存的程式與資料， 「輔助記憶體」則適合用來暫存大量的資料，常見的輔助記憶體包括了磁碟、磁帶、硬碟、光碟等。

輸出單元 可以明白顯現電腦處理後的結果，最主要的輸出工具就是電腦螢幕，藉由螢幕上的文字或圖形，可以讓我們清楚確認操作的正確性。 2-1 電腦基本架構 可以明白顯現電腦處理後的結果，最主要的輸出工具就是電腦螢幕，藉由螢幕上的文字或圖形，可以讓我們清楚確認操作的正確性。 其他要的輸出單元還包含印表機、喇叭、繪圖機等輸出設備。

主機板(1) 2-2 電腦系統元件 是一塊大型的印刷電路板，其材質大多由玻璃纖維，用以連接處理器、記憶體與擴充槽等基本元件，以達到整合電腦系統的目的，又稱為母板(Motherboard)。 運作原理是依據電腦元件中送出的電流、資料和指令來回應。 即使此元件並沒有直接安裝在主機板上，這都可經由「匯流排」來溝通與聯繄。

主機板(2) 以下是主機板常見的連接埠與連結設備： 2-2 電腦系統元件 連接埠 連結設備 通用序列匯流排（USB） 印表機、滑鼠、掃描器 2-2 電腦系統元件 以下是主機板常見的連接埠與連結設備： 連接埠 連結設備 通用序列匯流排（USB） 印表機、滑鼠、掃描器 序列埠（COM1,COM2） 數據機、滑鼠 PS/2 插孔 滑鼠、鍵盤 並列埠（LPT1） 印表機 AGP插槽 顯示卡 PCI插槽 音效卡、網路卡 記憶體插槽 DDR、SDRAM IDE、SCSI 插槽 光碟機、硬碟機

介面卡(1) 顯示卡 視訊擷取卡 是一塊連結到主機板上的電路卡，包含了記憶體、電路，它能夠決定螢幕的更新頻率、色彩總數以及解析度。 2-2 電腦系統元件 顯示卡 是一塊連結到主機板上的電路卡，包含了記憶體、電路，它能夠決定螢幕的更新頻率、色彩總數以及解析度。 早期為PCI介面，不過目前已經全部為更改為傳輸速率更高的AGP介面。 視訊擷取卡 是一種特殊的電腦擴充卡，它能夠讓使用者連接影像裝置，例如錄影機、數位攝影機，並直接將影像傳到電腦上。

介面卡(2) 2-2 電腦系統元件 音效卡 一種擴充卡，其能將類比式的聲音訊號從麥克風傳送至電腦並轉成數位訊號，使電腦能夠儲存並加以處理；相對的，也能將數位訊號轉回成類比訊號供傳統式喇叭播放。 網路卡 功用是負責將電腦連接到網路上，讓電腦能夠在網路上互相用來連接ADSL數據機或區域網路，有線的網路卡會有一個RJ-45的插孔，提供網路線連接連線設備。

CPU(1) 個人電腦的CPU則慣稱為「微處理器」(micro processor)。 2-2 電腦系統元件 個人電腦的CPU則慣稱為「微處理器」(micro processor)。 CPU是由「算術與邏輯單元」與 「控制單元」這兩單元組合而成，通常被插入在電腦的主機板(motherboard)上。 例如Pentium V系統就是使用Pentium V等級的微處理器來作為它的CPU。

CPU(2) 2-2 電腦系統元件 機器週期 每次CPU執行指令時，都會採取一系列的步驟，所花費的時間則稱為CPU「機器週期」(machine cycle)。 對於CPU所執行的任何工作，都是不斷進行擷取、解碼、執行與儲存的四種動作。 字組長度 CPU一次處理或搬動資料的長度，稱為一個字組(Word)，字組大小越大，電腦處理一組資料的速度就越快。 而字組長度與暫存器大小息息相關。

CPU(3) 2-2 電腦系統元件 CPU發展史 目前Intel主流的CPU有Celeron及Pentium 4兩種系列，差別在於L2快取記憶體的大小及外頻的不同。 Celeron 適合一般的資料與文書處理，價格較低廉，Pentium則適用於大量計算的多媒體運用方面，品質較佳。 競爭對手AMD主流的CPU產品有Duron、Athlon及Athlon XP等三個系列。

CPU(4) 2-2 電腦系統元件 CPU指令集 CISC為一種傳統的處理器架構，指令格式較多且冗長，執行速度較慢，也不易程式開發與學習，例如Pentium 4 和 Athlon XP等處理器。 「簡化指令集」(Reduced Instruction Set Computing，簡稱RISC)就是為了改善複雜指令集的缺點而因應而生的技術，至於RISC是把指令集簡化，只保留一些最基礎的指令。

CPU(5) 2-2 電腦系統元件 CPU發展現況 正朝向多核心 PC 時代的方向發展，最近市面上陸續推出了英特爾與AMD的4核心CPU主機板，也就是四核心架構，就是在目前中央處理器上封裝4個系統核心，使得效能提升不再靠傳統的工作時脈速度，而是平行運算處理。 四核心的原理就是在同一晶片內放進四個處理器核心，讓相同體積的CPU晶片，可以容納四倍的運算能力，並且在單一晶片上使用四個核心來分擔工作量。

記憶體(1) 隨機存取記憶體 屬於一種揮發性記憶體。 2-2 電腦系統元件 隨機存取記憶體 屬於一種揮發性記憶體。 RAM是由蝕刻在矽晶片上的許多電路所組成的一塊電路板，稱為「記憶體模組」(Memory Module)，必須安裝在主機板的記憶體插槽上才能運作。 RAM的種類可分為「動態隨機存取記憶體」(DRAM)與「靜態隨機存取記憶體」(SRAM)。 DRAM的速度較慢，必須保持持續性的充電狀態，但價格低廉可廣泛使用。

記憶體(2) 唯讀記憶體(ROM) 屬於韌體(Firmware)的一種，如主機板的BIOS ROM。 2-2 電腦系統元件 名稱 說明 2-2 電腦系統元件 唯讀記憶體(ROM) 屬於韌體(Firmware)的一種，如主機板的BIOS ROM。 名稱 說明 Bytes 1位元組 Kilobytes 210個位元組 Megabytes 220個位元組 Gigabytes 230個位元組 Terabytes 240個位元組 Petabytes 250個位元組 Exabytes 260個位元組 Yottabytes 270個位元組 Zetabytes 280個位元組

傳輸介面與連接埠 2-2 電腦系統元件 傳輸介面名稱 功 能 介 紹 與 說 明 ISA 2-2 電腦系統元件 傳輸介面名稱 功 能 介 紹 與 說 明 ISA ISA是由IBM所建構的電腦標準匯流排，其能夠傳輸處理器與外 部裝置間8位元與16位元的資料，資料傳輸率最高為16.66 Mbps。 PCI 用來互相傳輸處理器與外部裝置之間的資料流，一般PCI介面為32 位元，64位元的PCI則是運用於較高階的伺服器類型。 ATA 或稱「增強性整合型磁碟電路介面」(E-IDE)，為一種儲存媒體最 常見的匯流排介面，個人電腦裏的光碟、硬碟大都採用此種介面， EIDE的傳輸速度發展至今已可達到133Mbps。 Serial ATA Serial ATA 匯流排介面是計畫用來取代E-IDE的新型規格，它的可 縮小化能快速應用在小型電腦，再加上它的傳輸速度高達 1.5Gbps，非常適合於儲存設備。 SCSI 此為一種由 ANSI 所制定的匯流排，已有長久的使用歷史，因其 傳輸速度快，故發展至今已產生許多種類的延伸規格，大部分使 用在硬碟介面上。

2-2 電腦系統元件 傳輸介面名稱 功 能 介 紹 與 說 明 AGP 此種特殊規格能讓顯示卡直接存取系統上的主記憶體，現今所有 2-2 電腦系統元件 傳輸介面名稱 功 能 介 紹 與 說 明 AGP 此種特殊規格能讓顯示卡直接存取系統上的主記憶體，現今所有 的主機板都能支援此一規格，可說是目前顯示卡匯流排的主流。 IEEE-1394 支援資料傳輸率高達400Mbps，亦有人稱之為FireWire，IEEE- 1394的發展原意主要是整合所有數位化的家庭電器適用於高容量 的傳輸，例如數位攝影機。 USB 目的在於制定所有電腦週邊規格的統一化，現已十分普及，USB 1.1的規格可以達到12Mbps的傳輸率，而USB2.0的規格則可以 達到480Mbps。 平行埠 為一種常用來連結電腦與印表機的連接埠，所以一般又稱為印表 機埠。 序列埠 可以提供四個裝置的串聯，在電腦系統中稱這四個接頭為 COM1、COM2、COM3、COM4。最常用來使用在滑鼠與數據 機的連接。 PS/2 連接埠 可連接PS/2規格的滑鼠或鍵盤等單向輸入設備，無法連接其他 雙向輸入設備。

軟碟機(1) 是一般常見的3.5英吋磁碟片的讀寫裝置，早期的尺寸為5.25吋(儲存量為1.2MB)，現期為3.5吋(儲存量為1.44MB)。 2-3 電腦的儲存裝置 是一般常見的3.5英吋磁碟片的讀寫裝置，早期的尺寸為5.25吋(儲存量為1.2MB)，現期為3.5吋(儲存量為1.44MB)。 軟碟片平面示意圖

軟碟機(2) 可攜式隨身碟 只要將它插入電腦的USB插座中，即可存取其中的資料內容，而且不需要將電腦重新開機或關機。 2-3 電腦的儲存裝置 可攜式隨身碟 只要將它插入電腦的USB插座中，即可存取其中的資料內容，而且不需要將電腦重新開機或關機。 現在許多外接式儲存裝置可以接在USB埠(最大頻寬12 MBit/s)、Firewire(頻寬達400 MBit/s)、SCSI(頻寬達320 MBit/s)，甚至還可以直接安裝在並列埠或串列埠。

硬碟機(1) 是目前電腦系統中主要的儲存裝置，包括一個或更多固定在中央軸心上的圓盤，像是一堆堅固的磁碟片。 2-3 電腦的儲存裝置 是目前電腦系統中主要的儲存裝置，包括一個或更多固定在中央軸心上的圓盤，像是一堆堅固的磁碟片。 每個圓盤上面都佈滿了磁性塗料，而且整個裝置被裝進密室內。 對於各個磁碟片(或稱磁盤)上編號相同的單一的裝置。 硬碟隨容量不同而有不同數量的磁碟片，每片皆有上、下兩個磁頭。

硬碟機(2) 硬碟傳輸介面可區分為IDE、SCS與SATA三種。 2-3 電腦的儲存裝置 硬碟內部構造示意圖 硬碟傳輸介面可區分為IDE、SCS與SATA三種。 其中SATA (Serial ATA )匯流排介面是計畫用來取代EIDE(enhanced IDE)的新型規格，可支援熱拔插，十分適合做為外接式硬碟，並具備高速、低壓的省電規格。

光碟機(1) CD-ROM CD-R CD-ROM使用相同的技術來產生音樂光碟。 2-3 電腦的儲存裝置 CD-ROM CD-ROM使用相同的技術來產生音樂光碟。 資料是無法任意刪除及重複寫入，本身有良好的保護，不易受到刮傷及灰塵的影響。 CD-R 可單次寫入資料於光碟上，必需搭配CD-R光碟燒錄器及燒錄軟體才可執行寫入的動作。 可寫入電腦資料或者音樂，但寫入後的資料是不能更改及刪除，對於資料的保存有較高的安全性。

光碟機(2) 2-3 電腦的儲存裝置 CD-RW 重複寫入及抹除光碟資料，必需使用CD-RW光碟燒錄器及專門燒錄軟體才可執行寫入抹除的動作，彈性也比較於CD-R更大。 CD-Plus 稱為加效音樂光碟，是音軌與資料共生於同一張光碟片的格式。 這種光碟片放進雷射唱盤時，可以正常地聽音樂，或者放進電腦光碟機時就可以直接播放歌手照片、訪問、歌詞、 MTV音樂影片等額外的資料。

光碟機(3) VCD DVD-ROM DVD-R 2-3 電腦的儲存裝置 VCD 是一種壓縮過的影像格式，指的是影音光碟，VCD是根據白皮書(White book) 所制定，但視訊畫質則較為遜色。 DVD-ROM 是一種可重覆讀取但不可寫入的DVD光碟片。 DVD-R 可寫入資料一次的DVD光碟片，其構造與CD-R 類似，可用於高容量資料儲存。 不過一旦把資料錄入DVD-R碟片，就不能改變它。

光碟機(4) DVD-Video DVD-Audio DVD-RAM 它被廣泛應用在電影領域，也就是我們使用在DVD光碟機所播放影片的光碟。 2-3 電腦的儲存裝置 DVD-Video 它被廣泛應用在電影領域，也就是我們使用在DVD光碟機所播放影片的光碟。 DVD-Audio 是一種新的音樂光碟格式，此種DVD光碟在單一區段內含有資料和音軌，在音效上所發揮的優點可用來取代CD。 DVD-RAM 重覆讀寫數位多功能光碟，本身具備卡匣式包裝，可允許使用隨機方式存取資料，經常被視為是一片可攜式硬碟，可以隨時加入或刪資料。

光碟機(5) DVD-RW 複合式光碟機(Combo機) 2-3 電腦的儲存裝置 DVD-RW 各大相關業界對於可讀寫式數位影音光碟機的發展遠景頗為投入，但由於意見分歧，以至於各自發展出了不同的可讀寫式數位影音光碟機(DVD-R 或 DVD-RW)，至目前為止尚未有統一的規格。 複合式光碟機(Combo機) 結合CD-RW與DVD-ROM功能，具有燒錄CD及讀取DVD功能，適合輕薄型機種配筆記型電腦。

鍵盤 它也是輸入文字及數字的主要輸入裝置。 最基本的鍵盤模式有104個按鍵，包含主要輸入鍵、數字符號鍵、功能鍵、方向鍵與特殊功能鍵。 2-4 輸入裝置 它也是輸入文字及數字的主要輸入裝置。 最基本的鍵盤模式有104個按鍵，包含主要輸入鍵、數字符號鍵、功能鍵、方向鍵與特殊功能鍵。 鍵盤類似打字機的鍵盤，按鍵的排列分式亦有一定規則可循，方便使用者可以同時雙手操作：

滑鼠(1) 2-4 輸入裝置 它的功能在於產生一個螢幕上的指標，並能快速的在螢幕上任何地方定位游標，這稱之為定位(pointing)，可以藉由結合定位與一些技巧來完成每一件事，像是按下(clicking)、按兩下(double-clicking)、拖曳(dragging)、及按右鍵(right-clicking)。 滑鼠如果依照工作原理來區分，可分為「機械式」、「光學式」與「半光學式」三種。

滑鼠(2) 軌跡球 軌跡板 軌跡球看起來有點像顛倒的滑鼠指向裝置。 2-4 輸入裝置 軌跡球 軌跡球看起來有點像顛倒的滑鼠指向裝置。 軌跡球受到歡迎主要是膝上型電腦的到來，它最普遍地使用在膝上或工作區沒有足夠放滑鼠的表面。 軌跡板 有時被稱為觸控板(touchpad)是一種固定的指向裝置，主要用於平面圖形的繪製，取代以滑鼠來畫圖的不方便。 在數位板上所繪製的線條，會立即顯示螢幕上的繪圖軟體中。

掃描器 原理就是以光學辨識的方式，將圖片或文字轉變成電腦能處理的數位訊號。 2-4 輸入裝置 原理就是以光學辨識的方式，將圖片或文字轉變成電腦能處理的數位訊號。 以DPI(Dot Per Inch)作為解析度的單位，代表每一英吋長度內的點數，DPI值越高則代表解析度越高，影像越清晰，有300 DPI、400 DPI、600 DPI或1200 DPI等多種規格。 除了對解析度的要求外，對於每一個「點」(Dot)的分色能力也很重要。 分色能力愈強，相對著能辨識更多的顏色。

數位相機 主要以CCD感光元件來進行拍攝，CCD的判斷原理是以圖形中心相鄰的亮度區域為基準，沿著分界線，相鄰像素之間會有低反差情形。 2-4 輸入裝置 主要以CCD感光元件來進行拍攝，CCD的判斷原理是以圖形中心相鄰的亮度區域為基準，沿著分界線，相鄰像素之間會有低反差情形。 「像素」(Pixel)的多寡，便直接影響相片輸出的解析度與畫質。 數位相機使用的記憶卡採用Flash ROM，可以重覆使用。

搖桿 主要目的是用於電玩遊戲上，搖桿可以彌補鍵盤的不足，讓使用者有人機一體的感受，並能減少鍵盤的損壞率。 2-4 輸入裝置 主要目的是用於電玩遊戲上，搖桿可以彌補鍵盤的不足，讓使用者有人機一體的感受，並能減少鍵盤的損壞率。 搖桿的設計原理，是以搖桿中心為原點，當玩家推動搖桿時，搖桿驅動程式便會將水平與垂直的變化量轉換成座標回傳。 可分為類比與數位二種。

麥克風 麥克風連接電腦後能將聲音轉換成數位訊號，據大多數專家估計，麥克風是最有可能成為下一代電腦的主要輸入工具。 2-4 輸入裝置 麥克風連接電腦後能將聲音轉換成數位訊號，據大多數專家估計，麥克風是最有可能成為下一代電腦的主要輸入工具。 另外利用人工智慧的學習功能，電腦經由語音辨識系統軟體辨別麥克風所輸入的聲音，轉換成電腦所了解的二進位碼，可以降低鍵盤的使用率，目前已發展出連續語音辨識技術。

顯示器 (1) 又稱為螢幕，為一種無形而暫時性的輸出模式，稱為軟拷貝。 需要與顯示卡匹配，才能獲得最佳的使用效果，亦同樣存有解析度的問題。 2-5 輸出裝置 又稱為螢幕，為一種無形而暫時性的輸出模式，稱為軟拷貝。 需要與顯示卡匹配，才能獲得最佳的使用效果，亦同樣存有解析度的問題。 螢幕解析度(resolution)的大小由像素(pixel)的多寡決定，而點距(dot pitch)是每個點之間的距離，點距小，畫質的品質就高。

顯示器 (2) 液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD) 2-5 輸出裝置 液晶顯示器(Liquid Crystal Display，簡稱LCD) LCD是以一種特殊的液晶來建立影像，液晶通常是透明的，但通電之後就變成不透明了。 在LCD螢幕的視角則縮小，當您增加看螢幕的角度，影像很快就變得模糊不清。 能夠呈現極度純淨細膩、豐富真實的影像色彩效果，並且觀賞上擁有170度超廣視角。

印表機(1) 印表機分為兩大類別：撞擊式印表機及非撞擊式印表機。 2-5 輸出裝置 印表機分為兩大類別：撞擊式印表機及非撞擊式印表機。 撞擊式印表機藉由使用撞針或撞鎚將墨水帶朝紙按下建立影像，列印品質較差但是速度快又可以同時產生副本，常用於大型企業的對內報表或薪資帳冊。 非撞擊式印表機則沒有直接接觸到紙張，噪音較低。

印表機(2) 2-5 輸出裝置 點矩陣印表機 透過一種列印頭(print head)的機械裝置來建立影像，當從電腦接受指示，印表機能將這些針的任何一根以任何的組合方式往外推，藉由將這些不同組合的針往外推，列印頭便能建立文字或圖案。 以CPS(每秒列印字元)為單位。 噴墨印表機 採用墨水自噴嘴中加壓，再將墨水噴到紙面上的方式列印，所以在列印時會比較安靜，而且速度比點陣式印表機快，同時列印品質也比較好。

印表機(3) 2-5 輸出裝置 雷射印表機 工作原理是利用雷射光射在感光滾筒上，並在接受到光源的地方，會同時產生正電與吸附帶負電的碳粉，並黏在圓筒上被雷射充電的位置。 用壓力與熱，色粉從圓筒轉移掉落在紙上，目前雷射印表機可以列印黑色與彩色，乃是利用不同顏色的碳粉混合，產生多種色彩。

喇叭 主要功能是將電腦系統處理後的聲音訊號，在透過音效卡的轉換後將聲音輸出，這也是多媒體電腦中不可或缺的週邊設備。 2-5 輸出裝置 主要功能是將電腦系統處理後的聲音訊號，在透過音效卡的轉換後將聲音輸出，這也是多媒體電腦中不可或缺的週邊設備。 雖然輸出的功率(即瓦數)愈高，喇叭的承受張力也就愈大。 不過一般消費者看到都是廠商刻意標示的P.M.P.O值，這是指喇叭的「瞬間最大輸出功率」。

電腦使用與人體工學 購買影像穩定，不會震動或閃爍的螢幕，調整螢幕位置，使螢幕不發出反光。 2-6 電腦的使用與保養 購買影像穩定，不會震動或閃爍的螢幕，調整螢幕位置，使螢幕不發出反光。 當雙手在鍵盤上方遊動時應與手肘高度齊平，在實際打字時，手腕是一定要懸空的，不可置放在任何物體上面。 工作約50分鐘最好能有5-10分鐘的休息量，打字時不要駝背，雙腳平放在你的正前方的地板上。

電腦操作與故障排除(1) 循正常的關機途徑進行電腦的關機。 擦拭的布料不可以起毛球或屑片。 2-6 電腦的使用與保養 循正常的關機途徑進行電腦的關機。 擦拭的布料不可以起毛球或屑片。 電腦當機時，不要急著重新開機 ，同時按住Ctrl+Alt+Del三鍵，接著會出現工作管理員視窗。 要降低電腦當機，有幾項防範措施可以去特別注意： 移除掉不必要的驅動程式。 注意驅動程式的更新及系統程式的更版。 對佔住大量系統資源的背景程式予以關閉。 磁碟掃描可以提早發現壞軌，並進行修復動作。

電腦操作與故障排除(2) 光碟機讀不到CD、VCD或DVD光碟時可能有下列幾點原因： 2-6 電腦的使用與保養 光碟機讀不到CD、VCD或DVD光碟時可能有下列幾點原因： 電腦相當怕灰塵及熱，所以電腦擺放的位置避免放在溫度過高、陽光直射或過於潮濕的場所。 不可用濕布擦拭螢幕，螢幕後方保留適當空間以作為散熱之用，四周不要置放電子產品，以避免磁場影響。 1.光碟機挑片。 2.光碟片表面的刮痕，也會造成讀不到資料的現象。 3.讀取頭髒了。