電腦工作原理 教學投影片.

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1 電腦工作原理 教學投影片

2 內容大綱 電腦基本架構 記憶體 中央處理單元 執行的程式 習題

3 電腦基本架構 電腦五大單元 週邊設備 PC主要組件 返回內容大綱

4 電腦五大單元 控制部門 輸入部門 記憶部門 輸出部門 資料 資料 算數與邏輯部門 資料流程 控制流程 返回電腦基本架構

5 記憶單元 用來放置程式或資料的地方 主記憶體 輔助記憶體 返回電腦五大單元

6 輸入單元 把資料或程式轉換成CPU所能接受與處理的設備 鍵盤,滑鼠,軌跡球,搖桿,數位板,掃描器,數位相機,語音輸入,條碼機等
返回電腦五大單元

7 輸出單元 將處理後所得到的結果傳送出來 所謂輸出，就是將資料由記憶部門傳到輸出單元的動作 如:印表機,螢幕,繪圖機,微縮影片,喇叭等
返回電腦五大單元

8 控制部門 返回電腦五大單元

9 算數與邏輯部門 中央處理單元 電腦的最重要的部份，如同人體的心臟，主宰著整部電腦的運作，它會依照指令將所輸入的資料進行運算、邏輯判斷、控制資料流向，如圖所示。 返回電腦五大單元

10 算數與邏輯部門(續) 返回電腦五大單元

11 週邊設備 相對於電腦主機以外的硬體，都稱為電腦的「週邊設備」 返回電腦基本架構

12 PC主要組件 PC主要組件 外殼 插座 主機板 CPU 記憶體 音效卡 光碟機 CPU 光碟機 外殼 記憶體 主機板 返回電腦基本架構

13 PC主要組件(續) PC主要組件 硬碟機 軟碟機 鍵盤 滑鼠 顯示器 印表機 喇叭 滑鼠 硬碟機 軟碟機 鍵盤 顯示器 返回電腦基本架構

14 記憶體 主記憶體 輔助記憶體 資料表示法 數字系統 數的轉換 返回內容大綱

15 主記憶體 用來放置程式或資料的地方，它所存放的程式或資料是準備讓CPU處理的資料或命令 早餐的比喻 功能 儲存在電腦內的程式與資料。
儲存計算過程中的過渡資料與計算後的結果。 準備將處理後的結果，傳送給輔助記憶體或輸出設備 主記憶體根據其特性又可分為ROM及RAM兩種。

16 主記憶體(續) 主記憶體的分類 隨機存取記憶體(Random Access Memory, RAM)
在CPU的運作過程中，需要這種記憶體作為暫時存放程式、指令或資料的地方，以提昇電腦整體的效能 DRAM：存取速度較慢，價格較便宜，一般使用者所指的電腦主記憶體就是DRAM SRAM：存取速度較快，由於價格較昂貴，通常被採用來作為快取記憶體(Cache Memory) 唯讀記憶體(Read Only Memory, ROM) 出廠時就已經將資料寫入，電腦在運作時僅能從中讀取資料，無法寫入新資料 PROM, EPROM, EEPROM, Flash Memory 返回記憶體大綱

17 輔助記憶體 存放暫時不用且需長期保存的程式與資料 存取速度比主記憶體慢，但是成本較低 類別
軟式磁碟機(Floppy) 高容量軟碟機(ZIP) 硬式磁碟機(Hard Disk) 光碟機(CD-ROM) 速度上: CPU暫存器>快取記憶體>RAM>硬碟 >光碟>ZIP>軟碟 返回記憶體大綱

18 資料表示法

19 資料表示法(續) 編碼方式:ASCII或EBCDIC碼 ASCII EBCDIC碼
用7 個位元代表一個字元,第八個 Bit 則用做錯誤檢查用。ASCII碼大小順序是：數字<大寫字母<小寫字母 EBCDIC碼 由IBM 公司創立，用八個位元來代表一個字元 返回記憶體大綱

20 資料表示法(續) 記憶體容量單位 位元與位元組
位元(Binary digIT, BIT):位元是記憶體中儲存資料的最基本單位，每一個位元只能存放0或1兩種訊息(即有通電與沒通電兩種訊息，有通電代表1沒通電代表0) Byte: 8個Bit組合成一個Byte稱為位元組，跟據每一個Bit的內涵之變化(為1或0)共有256種組合。分別代表不同的字元(英文字母，數字或符號) ，如 代表A 返回記憶體大綱

21 數字系統 電腦是由電子元件組成，所以其內部所有的資料(包括數值、字元、影像、聲音……)都是以進位方式存取的，因此我們有需要學習有關二進位、八進位、十進位、十六進位等數字系統(numbering system)與它們之間的轉換方法 m4-4.htm 返回記憶體大綱

22 數的轉換 二進位轉換成十進位 十進位轉換成二進位 十進位轉換成八進位 二進位轉換成八進位
十進位轉換成二進位 十進位轉換成八進位 二進位轉換成八進位 返回記憶體大綱

23 中央處理單元 中央處理單元(Central Processing Unit, CPU)是電腦中最重要的部份，主宰著整部電腦的運作。也是實際用來執行程式解碼、資料處理、邏輯判斷及運算的部門。 CPU基本組成單位

24 中央處理單元(續) 應用: 常以晶片的方式置入在許多日常生活的設備中，稱為微電腦，如微電腦電冰箱、電梯、計算器、微電腦冷氣機等 計算機 電梯
計算機 電梯 返回內容大綱

25 中央處理單元(續) 中央處理單元工作情形 指令週期 控制單元從主記憶體中提取下一個所要執行的指令 控制單元從指令予以解碼(decode)
控制單元將指令中用來說明要執行什麼動作的這一部份，存入指令暫存器 控制單元將指令中用來說明相關資料所儲存之位置這一部份，存入位址暫存器 返回內容大綱

26 中央處理單元(續) 中央處理單元工作情形 執行週期 返回內容大綱

27 執行的程式 電腦程式與機器語言 機器指令與二進位運算 模擬軟體 習題
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28 執行的程式(續) 電腦程式與機器語言 機器語言: 由二進位『01010001』所組成的機器碼
高階語言: 較為易學易懂, 如:C, PASCAL, BASIC 執行時都必須透過編譯或直譯程式程式轉成機器語言，電腦才能執行 INPUT "第一次月考成績:",T1 INPUT "第二次月考成績:",T2 INPUT "平時成績:",T3 INPUT "期考成績:",T4 T=(T1+T2)*0.2+(T3+T4)*0.3 PRINT "學期成績:",T END 返回內容大綱

29 執行的程式(續) 機器指令與二進位運算 用來命令CPU執行一些基本運算(包括算術運算、邏輯運算等)
提取指令-->解碼-->讀取運算元-->執行-->儲存結果 指令: 分為「運算碼」(operation code, OP Code)與「運算元」(operand)兩部份 指令格式: 如 : A=A+B OP Code Operand 運算碼 目的運算元 來源運算元 ADD A B 返回內容大綱

30 執行的程式(續) 模擬軟體 返回內容大綱