回主目錄. 2 淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 1. 電腦發展的歷史 1. 電腦發展的歷史 2. 硬體和軟體簡介 2. 硬體和軟體簡介 3. 各種等級和類型的電腦介紹 3. 各種等級和類型的電腦介紹 4. 個人電腦採購指南 4. 個人電腦採購指南回主目錄.

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3 淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革電腦發展的歷史

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 4 電腦發展的歷史電腦發展的歷史需要回顧到早期電子計算機發展時期，依照電子計算機使用的零件或是材料的不同，分為五個時期：機械真空管電晶體積體電路微型積體電路微型積體電路

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 5 電腦發展的歷史電晶體（ Transist or ）時期：約西元 1959 年至 1963 年電晶體（ Transist or ）時期：約西元 1959 年至 1963 年真空管（ Vacuu m Tube ）時期：約西元 1942 年至 1958 年機械 (Mechan ics) 時期：約西元 1642 年至 1941 年機械 (Mechan ics) 時期：約西元 1642 年至 1941 年機械真空管電晶體積體電路（ Integr ated Circuit ）時期：約西元 1964 年至 1970 年積體電路微型積體電路（ Micros copic Integrate d Circuit ）時期：西元 1970 年後微型積體電路（ Micros copic Integrate d Circuit ）時期：西元 1970 年後微型積體電路微型積體電路

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 6 機械時期（ Mechanics Period ） –1642 年法國數學家巴斯卡（ Blaise Pascal ）發明了第一部機械式的加法器。（ Pascal 程式語言就是紀念他而命名。） 30 年後，德國數學家萊布尼茲（ Gottfried Leibniz ）根據巴斯卡的研究設計出一部能利用反覆的加法來做乘法的機器，可惜無法推廣應用。到了 1820 年，一位法國人湯瑪斯（ C. X. Thomas ）改良了萊布尼茲的乘法器，發明出可做加、減、乘、除的機器，可惜只造了幾部就不了了之。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 7 機械時期（ Mechanics Period ） –1833 年，電腦的發展進入了一個重要的關鍵期。任職於劍橋大學的數學家巴貝基（ Charles Babbage ）造了一具差分機（ Difference engine ），可從事複雜的計算，可是因為一些精密零件無法製作成功而功虧一簣。到了 1840 年，他又提出了分析機（ Analytical engine ），功能已經和現代的電腦非常相似，但是最後始終無法如願。不過由於他對於計算機科學貢獻良多，因此被尊稱為計算機之父。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 8 機械時期（ Mechanics Period ） – 分析機的構想來自於他的同事，英國詩人拜倫（ Byron ）的女兒艾達 ‧ 奧古斯塔（ Ada Augusta ）。她的研究是把一些指令送入這部分析機裡，使機器能執行工作。因此她被公認為程式設計的鼻祖（ The first programmer ）， Ada 程式語言就是為了紀念她而命名的。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 9 機械時期（ Mechanics Period ） –1890 年，美國人口調查局的統計學家何樂禮（ Herman Hollerith ），利用卡片上不同的打孔位置來儲存資料，促使機器能夠來幫忙整理龐大的人口資料。設計出一台人口調查機（ Census machine ），又叫做單元紀錄系統（ Unit record system ）。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 10 機械時期（ Mechanics Period ） –1894 年，何樂禮重新設計了卡片，形式已和今日的讀卡機（ Card reader ）所用的卡片一樣。 1896 年，他又創立了列表機公司（ Tabulating Machine Company ）來生產他的機器。後來他的公司和其他公司合併成為現在世界上極具知名的電腦製造廠商國際商業機器公司（ International Business Machine Corporation. ，簡稱為 IBM ）。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 11 機械時期（ Mechanics Period ） –1937 年一部引起多人注意的電動式電腦，由美國哈佛大學教授艾肯（ Howard Aiken ）所設計出來。在經過其研究生與 IBM 工程師的通力合作下，終於在 1944 年完成一部稱為馬克一號計算機（ MARK-I calculator ）。這是一部史上最大的電力機械計算機，內部利用電磁繼電器（ relay ）來做成。能夠在十分之三秒以內完成一個加法或減法的運算，四秒內完成一個乘法運算，而除法運算最多花費十六秒即可完成。除了可做四則運算之外，還可以參考事先算出來的函數表，加速演算的工作。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 12 真空管時期（ Vacuum Tube Period ） –1942 年，美國愛荷華州立大學物理兼數學教授艾特納索夫（ John Vincent Atanasoff ）與他的研究助理貝瑞（ Clifford Berry ），共同製造了一套由４５個真空管構成記憶體的電腦，稱為 Atanasoff-Berry Computer （ ABC ）。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 13 真空管時期（ Vacuum Tube Period ） – 其後在 1946 年間，賓州大學摩爾電機工程學院的毛克利博士（ John W. Mauchly ）與他的學生艾克特（ J. Presper Eckert ）因應美國陸軍的要求，製造出一部用來計算火砲發射情況的機器，稱為電子數值積分及計算器（ Electronic Numerical Integrator And Calculator ，簡稱為 ENIAC ）。 ENIAC 是歷史上第一部能夠全力運轉的一般用途的電腦。它可以在一秒內做五千次的加法運算，其所有的計算與儲存數目的工作，皆由真空管電子電路來完成。其總共耗用的真空管總數達到了一萬八千八百個之多，佔地一千五百平方呎。但是其運算指令無法儲存在機器內部，需要運用外部的鍵盤和六千個開關（ Switches ）來做程式設計之用。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 14 真空管時期（ Vacuum Tube Period ） – 賓州大學電機系於 1952 年又推出了第二部機器，稱為電子分離變數電腦（ Electronic Discrete Variable Computer ，簡稱為 EDVAC ）。該機器的體積只有 ENIAC 的十分之一，並且只耗用了三千五百個真空管。可以利用水銀滯延線（ Mercury delay lines ）的聲速傳導電流現象來暫時儲存數據和指令。另外它只花了百萬分之一秒的速度就能做一次加法運算。 1947 年，毛克利和他的學生創立了一間公司，獲得美國人口調查局的合約以製造電腦。後來他們的公司被雷明頓蘭德（ Remington Rand ）公司買下，而他們所設計出的電腦就取名為環球自動電腦（ Universal Automatic Computer ，簡稱為 UNIVAC- I ），為第一部在商業上使用的電腦。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 15 真空管時期（ Vacuum Tube Period ） – 另一位對現今電腦技術有著深遠的影響是美國紐澤西州普林斯敦高等研究院（ The Institute of Advanced Study ，簡稱為 IAS ）的數學家范紐曼（ John Von Neumann ）。於 1949 年於劍橋大學製造的 Electronic Delay Storage Automatic Calculator （ EDSAC ），為史上第一部內儲式電子計算機。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 16 真空管時期（ Vacuum Tube Period ） – 另外在麻省理工學院數值電腦研究室方面，也藉由參考范紐曼博士的構想，在 1951 年製成一部旋風（ Whirlwind ）電腦。可以將指令存入記憶部門內，並有加、減、乘、除、移位（ Shifting ）、分支（ Branching ）等三十二種指令。之後更研究出利用磁蕊（ Magnetic core ）作為內部記憶之用；用磁帶與磁鼓作輸入輸出的用途。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 17 真空管時期（ Vacuum Tube Period ） – 因為在 1951 年時期， UNIVAC- I 正式被美國人口調查局採用，所以當時取代了 IBM 的打孔卡片機器，迫使了 IBM 也正式進入電腦領域，並且在 1954 年正式推出了 IBM 650 計算機。這部機器更讓 IBM 公司從此後取得了電腦界的領導地位。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 18 真空管時期（ Vacuum Tube Period ） – 本期的電腦屬於萌芽階段，各種技術尚未成熟，因此有許多的缺點：體積過於龐大消耗大量電力真空管放出大量熱量，需要大型冷卻系統真空管會產生噪音操作不方便可利用的指令和記憶空間太小無法使用高等程式語言機器的可靠性較差

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 19 電晶體時期 (Transistor Period) – 因為真空管的電腦相當耗電，所以在 1948 年電晶體發明以後，科學家致力於發展如何利用消耗電力小的電晶體來取代真空管。到了 1954 年，飛歌電子公司製造出面障電晶體（ Surface barrier transistor ）。其後，麻省理工學院林肯實驗室製成了 TX-0 電腦，為一部高速電晶體電腦。其他具代表性的電腦尚有 IBM 的 7090 型以及 1401 型、 Burroughs 的 B-200 系列、以及 NCR 的 315 和 500 型等等。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 20 電晶體時期 (Transistor Period) – 本期的電腦與真空管時期的電腦比較，其具備的優點為：體積佔用空間較小電力的消耗較少速度較快且無雜音不用巨大的冷卻系統可靠性高、壽命較長

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 21 積體電路時期 (Integrated Circuit Period) – 通常真空管製成的電腦稱為第一代電腦，而早期的電晶體製成的電腦則稱為第二代電腦，而在 1964 年後開始以積體電路（ Integrated Circuit ，簡稱為 IC ）為元件製作的電腦則被泛稱為第三代電腦。具代表性的就是 IBM 的 360 系列、 CDC 的 7000 系列、史普瑞蘭德的 UNIVAC 9000 系列、以及國民計算機器公司（ National Cash Register ）的 NCR 世紀型 300 系列等等。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 22 積體電路時期 (Integrated Circuit Period) – 在第二代時期所使用的電晶體電路，被單晶積體電路（ Monolithic integrated circuitry ）和混合式積體電路（ Hybrid integrated circuitry ）所取代。單晶體就是把一電路上的所有元件，例如電晶體、電阻、二極體等等濃縮在一個晶片（ chip ）上， RCA 的 70 系列電腦為此代表；而混合式就是個別製造電晶體和二極體，最後將它們銲接在一起。此種技術又稱為固態邏輯技術（ Solid Logic Technology ，簡稱為 SLT ）， IBM 的 360 系列為此代表。此二種電路體積很小，可靠性也較高，由於電路微小使得電流傳導時間減少而提升了速度。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 23 積體電路時期 (Integrated Circuit Period) – 另外，此代電腦使用了快速的磁蕊記憶體，增加了內部的執行速度也降低了生產成本。具有即時及分時的能力，因為資料收集、資料傳輸及通訊技術的發展，可以利用終端機（ Remote terminal ）與中央電腦連線。對於大型企業和小型的商店都具有實用價值。並且，又多了多元程式及多元處理（ Multiprogramming and Multiprocessing ）的性能，可使多個程式同時儲存在主儲存體，接受中央處理部門的處理。多元處理可以把一個程式拆成數個部份，藉由通訊而讓多個中央處理部門同時處理這個程式。另外易於擴充附件，而不用修改基本的系統。

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 24 微型積體電路時期 (Microscopic Integrated Circuit Period) –1970 年後，電腦技術的發展開始有驚人的速度，通常稱此時期發展出來的電腦為現代電腦（ Current- generation computer ）或者是第四代電腦。首先由 IBM 於 1970 年推出 IBM/370 系列，接下來蜂井公司（ Honeywell ）推出了 115/2 、 1015 及 2015 等新系統，保羅斯公司（ Burrounghs ）推出了 B4700 、 B5700 、 B6700 與 B7700 等類型，有如雨後春筍一般，愈來愈多的公司相繼加入了發展製造電腦的行列。此時的微型積體電路技術已經相當的進步，複雜性大大的提升，單位面積的電子元件數目不斷的提高，依照其密度可分為六個等級：

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 25 微型積體電路時期 (Microscopic Integrated Circuit Period) – 小型積體電路（ Small Scale Integration ，簡稱為 SSI ）：一顆 IC 含十個電晶體 – 中型積體電路（ Medium Scale Integration ，簡稱為 MSI ）：一顆 IC 含一百個電晶體 – 大型積體電路（ Large Scale Integration ，簡稱為 LSI ）：一顆 IC 含一萬個電晶體 – 超大型積體電路（ Very Large Scale Integration ，簡稱為 VLSI ）：一顆 IC 含一百萬個電晶體 – 極大型積體電路（ Ultra Large Scale Integration ，簡稱為 ULSI ）：一顆 IC 含一億個電晶體 – 十億集積度級積體電路（ Giga Scale Integration ，簡稱為 GSI ）：一顆 IC 含十億以上的電晶體

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 26 微型積體電路時期 (Microscopic Integrated Circuit Period) – 本期電腦的特性有：使用超微積體電路以及記憶元件多元程式與多元處理更為成熟智慧型終端處理設備的產生分時系統普及化單位計算的成本更低軟體技術的進步各類型電腦效能增加

27 淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革硬體和軟體簡介

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 28 硬體和軟體簡介輸入單位輸出單位控制單元算術及邏輯運算單元記憶單元系統軟體應用軟體電腦硬體軟體

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 29 硬體和軟體簡介輸入單元控制單元記憶單元記憶邏輯單元中央處理單元輸出單元程式指令或資料的流向控制信號的流向

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 30 硬體和軟體簡介控制單元和算術與邏輯運算單元以及記憶單元三者構成了中央處理單元（ Central Processing Unit ，簡稱 CPU ），為整個電腦的心臟輸入單元最主要的功能是將資料輸入到中央處理器，有些輸入裝置（ Input Device ）可以讓使用者直接與電腦溝通，而有些則必須先將資料儲存在記憶裝置或者輸入媒體上輸出單元主要是負責將資料由中央處理器經由資料通道送到輸出裝置（ Output Device ）上來顯示我們要的結果

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 31 硬體和軟體簡介控制單元負責電腦內部各裝置之間的配合動作以及資料傳送的動作指揮記憶單元分為主記憶體（ Main Memory ）和輔助記憶體（ Auxiliary Memory ），主要功能就是用來暫存資料以供中央處理器運算計算邏輯單元是真正在處理資料的地方，處理所有的加、減、乘、除等算術運算以及比較、選擇等等邏輯運算

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 32 硬體和軟體簡介系統軟體最主要是負責電腦硬體設備的控制，管理電腦的資源整合，並且負責執行記憶體內部的程式以及內部的相關資料傳輸應用軟體又可以細分為套裝軟體（ Package Software ）和訂製軟體（ Custom Software ）套裝軟體是由軟體開發廠商依照市場需求所製作出的軟體產品，消費者需要按照既定的軟體操作方式來使用它訂製軟體則是由消費者提出自己的需求與條件，與軟體開發廠商協議開發出一套專門針對消費者需求的軟體程式

33 淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革各種等級和類型的電腦介紹

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 34 各種等級和類型的電腦介紹從所處理的資料形式來分： – 類比電腦 (Analog Computer) ：處理連續時變 (Continuously time-varying) 的物理量如電壓、壓力與溫度等之機器 – 數位電腦 (Digital Computer) ：將非連續時變的文數字資料予以處理與計算 – 混合電腦 (Hybrid Computer) ：類比與數位電腦的混合形式

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 35 各種等級和類型的電腦介紹以用途來分： – 通用電腦 (General Purpose Computer) ：適用於一般習知工作而設計，凡科學上、工程上、商業上一般資料之處理及計算皆可通用 – 專用電腦 (Special Purpose Computer) ：專用電腦係針對某項工作而特別設計，以提高電腦處理該項工作之效率

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 36 各種等級和類型的電腦介紹以計算能力來區分： – 超級電腦 (Super Computer) – 大型電腦 (Large Scale Computer ，或稱 Mainframe) – 中型電腦 (Medium Scale Computer) 和小型電腦 (Mini Computer) – 伺服器（ Server ） – 工作站（ Workstation ）或稱超級微型電腦（ Super Micro Computer ）

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 37 各種等級和類型的電腦介紹 – 個人電腦（ Personal computer, 簡稱 PC ）或微型電腦 (Micro Computer) 桌上型電腦（ desktop computer ）網路電腦 (network computer, 簡稱 NC) 筆記型電腦（ Notebook ）個人數位助理（ Personal Digital Assistants, 簡稱 PDA ）平板電腦（ Tablet PC ）

38 淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革個人電腦採購指南

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 39 個人電腦採購指南桌上型電腦 – 盡量不要選購過時的硬體規格 – 除非有必要，不然也不要為了延長電腦的壽命，買下最新最快的電腦 – 組裝桌上型電腦時，首先要先決定 CPU 使用何種規格，在去購買相容的主機板 – 購賣主機板時要先注意晶片組的規格，得知晶片組所支援的處理器、記憶體和其他周邊

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 40 個人電腦採購指南 – 如果有預算壓力同時想要預留升級顯示卡的空間，可以找同時具有 AGP 和 PCI Express 兩種插槽的主機板 – 硬碟目前市面上主要有 ATA 和 SATA 兩種規格，而主機板大部分都同時支援兩種規格了，在價格相差不多的情況下，建議選用 SATA 的硬碟 –DVD 燒錄機價格不斷下降，建議可以選用以取代 CD 燒錄機或 CD/DVD 複合機

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 41 個人電腦採購指南 – 在螢幕方面，目前 17 吋液晶螢幕已經成為主流機種，就連結介面來說，可分為類比（ D-sub ）和數位（ DVI ）訊號兩種接頭，購買時最好選擇能同時使用兩種接投的液晶顯示器，選購時最好注意顯示器反應時間、是否有亮點，另外還要注意保固時間和保固的內容

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 42 個人電腦採購指南筆記型電腦 – 如果主要用途是一般的文書處理，可以買全功能型的 – 如果主要是觀看影音檔可以選擇寬螢幕的機種 – 如果主要是要上網的話，要注意是否有內建網路卡、數據機或者無線網路卡，無線網路卡要注意所使用的標準是否你所使用的無線網路基地台（ Access point, 簡稱 AP ）有支援

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 43 個人電腦採購指南筆記型電腦 – 如果常常攜帶的話可選擇螢幕較小、重量較輕的機種 – 除了內建的設備外，未來的擴充性也需考慮，還有保固年限，如果常出國的話還要考慮是否有全球保固

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 44 個人電腦採購指南個人數位助理 – 除了價錢、規格、外觀、擴充性外，還需考慮作業系統 – 市面上最常見的大致上以 Palm 和 Pocket PC 為主的兩大陣營 –Palm OS 採用開放式的核心架構，相關應用軟體相當多，執行的速度較快，同時較不耗系統資源，因此有待機時間較長的優點。 –Pocket PC 為核心的 PDA ，操作介面比較接近 Windows 操作介面，強調多媒體應用和功能完整，以及較多的廠商支援

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 45 個人電腦採購指南 –Palm 有較多的免費軟體可以下載使用，而 Pocket PC 則有微軟和部分廠商的支援 – 使用上，前者有簡單容易上手以及較省電可以長時間操作的優點，後者則操作方式較熟悉且和桌上型電腦相容性較高 – 在價格上，由於 Pocket PC 強調多媒體功能，所以硬體的要求會較高，會較使用 Palm 系統的 PDA 略高

淡江大學資訊工程學系第 3 章電腦與資訊的發展與變革 46 個人電腦採購指南 – 購買 PDA 還需考慮擴充性問題，是否內建擴充槽，擴充裝備的價格、是否支援記憶卡擴充都需考慮 – 螢幕的種類也需考慮，不論 Palm 或 Pocket PC 幾乎都採用全彩與半穿透式液晶螢幕，但不見得都是彩色 TFT ，有些是彩色 STN 的液晶，一般而言 STN 的顯示顏色較少

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