延伸學習 MIPS 每秒執行幾百萬個指令的MIPS亦可做為衡量電腦效能的指標。

Presentation on theme: "延伸學習 MIPS 每秒執行幾百萬個指令的MIPS亦可做為衡量電腦效能的指標。"— Presentation transcript:

1 延伸學習 MIPS 每秒執行幾百萬個指令的MIPS亦可做為衡量電腦效能的指標。
◆ 課本第 78 頁

2 課外補充 其他衡量電腦運算速度的指標 反應時間(Response Time):電腦執行一件工作所需的時間。計算方式為使用者對電腦下一道命令，直到使用者得到第一個反應的時間間隔。 生產量(Throughput):單位時間內電腦完成的工作數量。 工作負荷量(Work Load):單位時間內電腦能承受的最大工作數。

3 2-2 處理器 快取記憶體容量 快取記憶體(Cache Memory) 快取記憶體可分為L1、L2、L3 三種
設計在處理器中的記憶單元，速度比主記憶體快。 存放目前要處理的指令資料或計算中的暫存資料。 快取記憶體可分為L1、L2、L3 三種 速度：L1＞L2＞L3 容量：L3＞L2＞L1 ◆ 課本第 79 頁

4 2-2 處理器 字組長度 字組(Word) 目前常見的處理器多為64或32位元。
處理器在每一次機器能夠處理的資料量。 目前常見的處理器多為64或32位元。 處理器的字組長度愈大，在配合相應軟體的情況下，處理效能也愈高。 ◆ 課本第 79 頁

5 CISC如同擁有多項技術的大廚，可以獨立完成一道菜。
2-2 處理器 指令集 指令集指的是處理器為了要完成使用者的各種工作所需執行的許多指令。 可分為精簡指令集(RISC)和複雜指令集(CISC) 複雜指令集在執行一項工作時通常只需要一個指令即可完成。 CISC如同擁有多項技術的大廚，可以獨立完成一道菜。 大廚 ◆ 課本第 79 頁

6 RISC如同只會一種技術的廚房助手，需要多人合作共同完成一道菜。
2-2 處理器 指令集 可分為精簡指令集(RISC)和複雜指令集(CISC) 精簡指令集是透過許多簡化指令共同完成一項工作。 RISC如同只會一種技術的廚房助手，需要多人合作共同完成一道菜。 洗菜手 切菜手 炒菜手 影片充電站：複雜指令集與精簡指令集～廚師篇（1:03） ◆ 課本第 79 頁

7 延伸學習 處理器的指令運作週期 擷取和解碼合稱擷取週期。 執行和儲存合稱執行週期。 四個步驟合稱機器週期。
延伸學習 處理器的指令運作週期 擷取和解碼合稱擷取週期。 執行和儲存合稱執行週期。 四個步驟合稱機器週期。 動畫一點通：指令週期說明動畫（1:59） ◆ 課本第 81 頁

8 延伸學習 處理器的指令運作週期 擷取(Fetch) 解碼(Decode) 執行(Execute) 儲存(Store)
延伸學習 處理器的指令運作週期 擷取(Fetch) 向記憶體單元擷取指令以及所需的運算資料。 解碼(Decode) 對指令進行翻譯，以便瞭解指令所代表的意義。 執行(Execute) 根據指令要求執行相關的處理動作。 儲存(Store) 將運算結果儲存至暫存器與記憶體。 像是讀取(READ)、跳躍(JUMP)等指令不會有儲 存動作。 ◆ 課本第 81 頁

9 延伸學習 暫存器 暫存器(Register)是處理器內部另外一小部分的記憶體。 用來暫存運作週期中的指令位址或運算資料。
延伸學習 暫存器 暫存器(Register)是處理器內部另外一小部分的記憶體。 用來暫存運作週期中的指令位址或運算資料。 ◆ 課本第 81 頁

10 課外補充 繪圖處理器 負責處理螢幕繪圖動作的繪圖處理器 (GPU) 一般會整合到顯示卡或主機板上。
課外補充 繪圖處理器 負責處理螢幕繪圖動作的繪圖處理器 (GPU) 一般會整合到顯示卡或主機板上。 但現在的繪圖處理器也可以整合到處理器上， 這種處理器就稱為整合型處理器。 使用整合型處理器有提升處理繪圖動作的速度、 減少耗電量、降低主機板的生產成本等好處。 【圖片來源】

11 2-2 立即演練 (　) 1. 在電腦硬體架構中，哪兩種單元可以合稱為CPU？　(A)控制單元和算術/邏輯單元　(B)控制單元和記憶單元　(C)記憶單元和算術/邏輯單元　(D)輸入單元和輸出單元 A ◆ 課本第 82 頁

12 2-2 立即演練 (　) 2. 小紅購買了一台處理器為ARM Cortex A9（雙核心，1.5 GHz）的平板電腦，下列有關該電腦的敘述，何者正確？　 (A)ARM 代表該產品的型號　 (B) 雙核心代表處理器的數量有兩個　 (C) 快取記憶體的容量為1.5 G　 (D)Cortex A9 表示該電腦的序號 B (A)ARM 代表該處理器的架構；(C)1.5GHz 表示該處理器的時脈頻率；(D)Cortex A9 應為該處理器的型號，該電腦的序號從題目中無法看出。 ◆ 課本第 82 頁

13 2-2 立即演練 (　) 3. 下列四位同學對處理器的說法，何者正確？　 (A) 甲：「精簡指令集具有小巧省電的特性， 　　　　常用於持續插電的桌上型電腦」　 (B) 乙：「處理器的指令運作週期為擷取、解碼、 　　　　執行及儲存」　 (C) 丙：「處理器的核心數越多，處理速度就 　　　　必然越快」　 (D) 丁：「解析度、亮度與對比是衡量處理器 　　　　效能的規格項目」 B (A) 精簡指令集常用於行動裝置；(C) 多核心處理器還須搭配多核心的應用軟體和作業系統才能有效提升效能；(D) 解析度、亮度與對比為顯示器的規格。 ◆ 課本第 82 頁

14 2-2 立即演練 ( ) 4. 電腦常用的時間單位有：毫秒、微秒及奈秒，請問1奈秒等於多少秒？ (A)10-12 (B)10-9 (C)10-6 (D) 統 ( ) 5.在購買電腦主機內的CPU時，應當考慮下列哪一項規格？ (A)dpi (B)GHz (C)pixel (D)ppm B B ◆ 課本第 82 頁

15 2-2 立即演練 ( ) 6. 下列何者對CPU處理效能的影響最小？ (A) 電腦外殼新舊 (B)CPU 核心數目 (C) 時脈週期 (D)CPU 字組長度 ( ) 7. 下列何者不會影響CPU 處理效能？ (A) 時脈頻率 (B) 核心數目 (C)CPU外盒包裝 (D) 字組長度 A C ◆ 課本第 82 頁

16 2-2 立即演練 (　) 8.下列各廠牌CPU的處理速度，何者最快？　(A)A 牌：每秒鐘執行1,000,000 個指令　 (B)B 牌：執行五個指令花費1 秒　 (C)C 牌：每秒鐘執行兩萬個指令 (D)D 牌：執行一個指令花費1 奈秒 D (A) 執行1 個指令花費1/1,000,000 秒＝ 10-6 秒＝ 1μs； (B) 執行1 個指令花費1/5 秒＝ 0.2 秒； (C) 執行1 個指令花費1/20,000 秒＝ 0.5×10-4 秒 　　＝ 50×10-6 秒＝ 50μs。 ◆ 課本第 82 頁

17 2-3 記憶體 記憶體是用來存放資料與程式的地方。 可分為主記憶體與輔助記憶體二大類。 記憶體 主記憶體 RAM SRAM DRAM ROM
2-3　記憶體 記憶體是用來存放資料與程式的地方。 可分為主記憶體與輔助記憶體二大類。 記憶體 主記憶體 RAM SRAM DRAM ROM 輔助記憶體 硬碟 固態硬碟 光碟 CD DVD BD 記憶卡 隨身碟 ◆ 課本第 83 頁

18 課外補充 記憶體的虛擬技術 虛擬記憶體 (Virtual Memory) 虛擬磁碟機 (Virtual Disk)
課外補充　記憶體的虛擬技術 虛擬記憶體 (Virtual Memory) 指用硬碟切出一塊暫存區來模擬主記憶體，將主記憶體中較無急迫性的資料放到此區域。 虛擬磁碟機 (Virtual Disk) 在主記憶體切出一塊區域，將磁碟機的資料存到主記憶體中。 但電源關閉前，未將資料寫回實體磁碟機，則存在虛擬磁碟機的資料會全部消失。 動畫一點通:記憶體分類與功能動畫

19 2-3.1 主記憶體的類型 隨機存取記憶體RAM 屬於揮發性記憶體 當電源消失時儲存的資料便會消失 類 型 需持續充電保存資料 存取速度
類　　型 需持續充電保存資料 存取速度 價　格 應用範圍 Static RAM (SRAM) 否 快 高 快取記憶體 Dynamic RAM (DRAM) 是 慢 低 主記憶體 ◆ 課本第 83 頁

20 2-3.1 主記憶體的類型 目前常見的DDR3 SDRAM(註)，常見的規格有4GB、8GB 等。 從標籤上可看到DDR3的規格。
註：SDRAM指的是能與主機板使用相同的工作時脈的DRAM，如此可 　　減少因不同時脈所造成的延遲，提高記憶體存取的效率。 ◆ 課本第 84 頁

21 課外補充 DDR、DDR2、DDR3 DDR的外觀大同小異，可從防呆點的位置來辨識。 【圖片來源】 【圖片來源】

22 SODIMM的記憶體模組，用於筆記型電腦。
延伸學習 主記憶體的模組 常見的記憶體模組類型可分為DIMM和SODIMM。 DIMM的記憶體模組， 用於桌上型電腦。 SODIMM的記憶體模組，用於筆記型電腦。 影片充電站:更換筆電記憶體影片 ◆ 課本第 84 頁

23 2-3.1 主記憶體的類型 唯讀記憶體ROM 屬於非揮發性記憶體。 不會因電源關閉而使資料消失。 早期的ROM只能讀取而不能寫入資料。
◆ 課本第 85 頁

24 2-3.1 主記憶體的類型 快閃記憶體(Flash Memory) 屬於非揮發性記憶體。 可由電壓的方式清除原本的資料。
常用於BIOS、隨身碟、記憶卡、MP3 隨身聽等。 ◀ 主機板上的BIOS晶片。 BIOS全名為基本輸入/輸出系統，當電腦開機時，BIOS 就會開始執行，進行硬體裝置的辨識、測試和初始化的工作。 ◆ 課本第 85 頁

25 2-3.2 輔助記憶體的類型 讀卡機與記憶卡 使用快閃記憶體來儲存資料的儲存媒體。 體積小、方便攜帶、容量大的儲存媒體。
廣泛應用在數位相機、手機、電視遊樂器上。 MicroSD 卡 SDXC 卡 SDHC 卡 MS PRO DUO 卡 影片充電站:如何挑選記憶卡 ◆ 課本第 85 頁

26 2-3.2 輔助記憶體的類型 ▶ 筆記型電腦附的讀卡機。 ▲ 桌上型電腦附的讀卡機。 ▶ USB 外接式讀卡機。 ◆ 課本第 86 頁

27 2-3.2 輔助記憶體的類型 記憶卡的速度標示方式 分 級 最慢寫入速度 Class 4 4 MB/s Class 6 6MB/s
分　級 最慢寫入速度 　　　Class 4 4 MB/s 　　　Class 6 6MB/s 　　　Class 10 10MB/s 　　　UHS Speed Class 1 (U1) 　　　UHS Speed Class 3 (U3) 30MB/s ◆ 課本第 86 頁

28 課外補充 SD卡 若只是需要支援錄影功能的記憶卡，選擇C10或U1以上的規格即可。而4K畫質的錄影功能則需選擇U3規格的記憶卡。

29 時事加油站 Wi-Fi記憶卡 記憶卡也能支援Wi-Fi傳輸，可以直接將數位相機拍攝的相片傳送至裝置或網路上。
提升檔案傳輸的方便性，也延長記憶卡的使用壽命。 影片充電站：Wi-Fi 記憶卡介紹影片（3:51） ◆ 課本第 86 頁

30 2-3.2 輔助記憶體的類型 隨身碟 使用快閃記憶體來儲存資料的可攜式儲存裝置。 提供USB傳輸介面。
【圖片來源】 USB 3.0 v.s. USB 2.0 以下載12GB 1080P 的影片分別到USB 3.0 與USB 2.0 的隨身碟中為例，USB3.0 只需3 分鐘，USB 2.0 則須要47 分鐘。 【圖片來源】 ◆ 課本第 87 頁