第三章
資訊系統硬體
學習目標 學習目標
¾了解電腦硬體的發展與演變過程。
¾指出微電腦、中型電腦與大型主機系統
¾指出微電腦、中型電腦與大型主機系統 的主要類型與應用。
¾描述輸入 輸出與儲存等電腦周邊設備
¾描述輸入、輸出與儲存等電腦周邊設備 的主要技術與使用情況。
¾舉例說明電腦系統的功能與組成元件。
¾為企業提出電腦系統與周邊設備的建 議，
¾為企業提出電腦系統與周邊設備的建 議 並解釋你選擇該項設備的理由。
終端使用者與企業採用的電腦系統
¾所有的電腦都是由輸入 處理 輸出
¾所有的電腦都是由輸入、處理、輸出、
儲存與控制元件所組成的系統。
¾真實案例1：行動裝置和無線技術已
¾真實案例1：行動裝置和無線技術已 成為必需品：投資報酬率不再是最重 要的評估準則
電腦硬體發展簡述
¾ 史上第一個手工電腦器材是利用小珠子及一些技能與 練習快速地進行計算。
練習快速地進行計算
¾ 1642年巴斯卡發明第一台加法器，利用齒輪移動計算 機器。
¾ 1674年德國人萊布尼茲改良巴斯卡齒輪計算機，進行 除法與乘法等四則運算。
¾ 法國人約瑟夫 傑夸德發明「打孔卡片 的概念影響
¾ 法國人約瑟夫‧傑夸德發明「打孔卡片」的概念影響 19世紀英國數學家查理‧巴貝奇預知未來將有「分析 機」的出現。
機」的出現
¾ 1880年底，赫門‧荷勒里斯運用傑夸德打孔卡片的概
電腦系統的類型
¾電腦系統的分類
微電腦系統
中型系統
大型電腦主機系統
主從式架構
主從式架構
網路電腦
微電腦系統
¾ 數個電腦世代
個人電腦（personal computer, PC）
專業工作站（professional workstations）
¾ 依其外觀、大小與用途可再區分成不同的型別
桌上型（desktops）p
膝上型（laptops）
工作站電腦（workstation computers）p
網路伺服器（network servers）
微電腦系統
（續）¾企業購買個人電腦的準則
物有所值的績效表現
作業系統的考量
連結性
電腦終端機
¾簡易型終端機（dumb terminals）
¾智慧型終端機（i lli i l ）
¾智慧型終端機（intelligent terminals）
¾網路終端機（（network terminals））
視窗終端機（Windows terminals）
網際網路終端機（Internet terminals）
網際網路終端機（Internet terminals）
¾交易終端機（transaction terminals）
自動櫃員機（ t t d t ll hi
自動櫃員機（automated teller machines,
網路電腦
¾網路電腦的主要賣點在於它的價格 低廉，尤其在購買、升級、維護與 支援上，都比全功能PC 便宜許多。
資訊家電
¾個人數位助理（personal digital assistants PDA）
assistants, PDA）
¾手機
¾呼叫器
¾手持個人電腦
¾手持個人電腦
¾網路遊戲機
中型系統 中型系統
¾ 扮演高階網路伺服器的角色。
¾ 處理其他的複雜企業應用。
¾ 處理其他的複雜企業應用。
¾ 購買、運作與維護成本較為低廉。
可用在以下的領域
¾ 可用在以下的領域：
科學研究
工程分析
工業流程監控
電腦輔助設計（computer-aided design, CAD）
前端處理伺服器（front-end servers）
中型系統
（續）¾羅斯．阿拉摩實驗室與其他公司：導入 刀鋒伺服器
刀鋒伺服器
刀鋒伺服器的成本比傳統機架伺服器便宜了刀鋒伺服器的成本比傳統機架伺服器便宜了 30% 至 50% 。
最大的效益來自於體積小 耗電量少 線路
最大的效益來自於體積小、耗電量少、線路 和電源供應管理成本低，以及電訊整合容 易。
大型主機電腦系統
¾巨大、快速且威力強大的電腦系統
例如，主機電腦每秒可以處理數億個指令集
（MIPS）
¾超大的記憶容量
¾應用在新興領域
¾應用在新興領域
資料探勘、資料倉儲、決策支援，以及各種 網路應用程式
超級電腦系統
¾一種非常具有威力的電腦系統 可用在大規模的資料探勘上
¾可用在大規模的資料探勘上
¾微處理器採用下列技術：
¾微處理器採用下列技術
平行處理
浮點運算
浮點運算
對稱式多重處理
電腦系統概念
電腦系統概念。電腦是由硬體元件與功能所組成的系統。
電腦處理速度 電腦處理速度
¾ 電腦處理速度的表示單位：
¾ 電腦處理速度的表示單位：
毫秒（milliseconds，千分之一秒）
微秒（microseconds 百萬分之一秒）
微秒（microseconds ，百萬分之一秒）
奈秒（nanosecond ，十億分之一秒）
皮秒（picosecond ，兆分之一秒）
皮秒（picosecond ，兆分之一秒）
每秒百萬週期（megahertz, MHz）
每秒十億週期（gigahertz, GHz）
每秒十億週期（gigahertz, GHz）
¾ 電腦處理速度取決於：
內部時脈
內部時脈
指令暫存器的容量
摩爾定律 摩爾定律
¾摩爾定律（Moore’s law）提出每十八個
¾摩爾定律（Moore s law）提出每十八個 月至二十四個月電腦性能將增加一倍。
輸入、輸出與儲存科技
¾真實案例2：旅客自助服務站台的企業價
¾真實案例2：旅客自助服務站台的企業價 值：以達美航空、西北航空及溫哥華機 場為例
場為例
周邊設備 周邊設備
¾分為線上（online）設備與離線（offline）
設備 設備
¾指向設備（pointing devices）
使用者介面（ hi l i t f GUI）
使用者介面（graphical user interface, GUI）
電子滑鼠（electronic mouse）
軌跡球（ ）
軌跡球（trackball）
撥桿（pointing stick，亦稱為trackpoint）
觸控板（touchpad）
觸控式螢幕（（touch screens））
筆式電腦
¾平板電腦
¾PDA
¾數位筆（digitizer pen）
¾數位筆（digitizer pen）
¾繪圖板（graphics tablet）
語音辨識系統
¾ 離散辨識技術（discrete speech recognition）
¾ 連續語音辨識（continuous speech recognition, CSR）
¾ 語音辨識軟體
Dragon NaturallySpeaking g y p g
IBM 的ViaVoice
¾ 非特定語者（speaker-independent）
¾ 非特定語者（speaker independent）
¾ 語音─訊息電腦（voice-messaging computers）
光學掃描
¾文件管理（document management）
¾平台式掃描器（flatbed scanners）
¾光學字元辨識（optical character
¾光學字元辨識（optical character recognition, OCR）
¾條碼（bar coding）
¾國際商品條碼（Universal Product Code
¾國際商品條碼（Universal Product Code, UPC）
其他輸入科技
¾磁條（magnetic stripe）
¾智慧卡（smart cards）
¾數位相機（digital cameras）
¾數位相機（digital cameras）
¾磁墨字元辨識（magnetic ink character recognition, MICR））
輸出科技
¾聲音回應（voice response）
¾視訊顯示
¾視訊顯示：
視訊螢幕（video monitors）
陰極射線管（cathode ray tube, CRT）
液晶顯示器（liquid crystal displays LCDs）
液晶顯示器（liquid crystal displays, LCDs）
平面電視
電漿顯示技術
電漿顯示技術
列印輸出
¾噴墨印表機（inkjet printers）
¾噴墨印表機（inkjet printers）
¾雷射印表機（laser printers）
¾彩色雷射印表機
¾多功能事務機
¾多功能事務機
儲存設備的權衡
儲存媒體的成本、速度與容量的取捨。注意到當成本增加 時 資料的存取速度便能加快 但相對地容量也會降低 時，資料的存取速度便能加快，但相對地容量也會降低。
電腦儲存
¾二元表示（binary representation）
¾位元（bit）
¾位元（bit）
¾位元組（byte）
¾千位元組（kilobytes, KB）
¾百萬位元組（megabytes MB）
¾百萬位元組（megabytes, MB）
¾十億位元組（gigabytes, GB）g g y
¾兆位元組（terabytes, TB）
電腦儲存
（續）¾ 直接存取（direct access）
隨機存取記憶體
隨機存取記憶體（random access memories, RAM）
直接存取儲存設備（direct access storage devices, DASD ）
DASDs）
¾ 循序存取（sequential access）設備
¾ 微電子半導體記憶（semiconductor memory）
RAM（random access memory）：隨機存取記憶體y
ROM（read only memory）：唯讀記憶體
電腦儲存
（續）磁帶是典型的循序存取媒體，磁碟則是常見的直接存取 儲存設備。
磁碟儲存
¾軟碟（floppy disks）
¾硬碟機（hard disk drives）
¾磁碟冗餘陣列（redundant arrays of
¾磁碟冗餘陣列（redundant arrays of independent disks, RAID）
¾磁帶（magnetic tape）
光碟
¾CD-ROM（compact disk-read only memor ）
memory）
¾CD-R（compact disk-recordable）p
& CD-RW（CD-rewritable）
¾CD RW/DVD
¾CD-RW/DVD
¾DVD-ROM
¾DVD-RW
無限射頻辨識技術
¾ 無線射頻辨識技術（
radio frequency identification RFID）
identification, RFID）
RFID 使用標籤與移動式辨識器的系統，可應用在商店 經營、郵政包裹，甚至是寵物等生物體內。
經營 郵政包裹 甚至是寵物等生物體內
經由無線射頻辨識技術讀取機（RFID reader）的特殊 儀器，可以追蹤被貼有標籤且隨處移動的物件。
儀器 可以追蹤被貼有標籤且隨處移動的物件
RFID 運作原理是透過一片小型硬體的無線射頻辨識技 術晶片（RFID chips），利用內含的天線來傳送與接p 收無線訊號。目前可分為兩種晶片類型：被動式
無限射頻辨識技術
（續）¾ 銀行與賭場共享RFID優點
歐洲中央銀行（European Central Bank ECB）與日
歐洲中央銀行（European Central Bank, ECB）與日 本電子製造商日立（Hitachi）之間協議，將在紙鈔中 加入有如砂粒般大小的無線射頻標籤。
歐元紙鈔中的 RFID 電子標籤將會包含連續的編碼，
以及像是有關於出產地、面額等資訊，只能在生產期 間將資料寫入晶片ROM，發行之後就無法再寫入。
新一代生產的賭場晶片，其內建的 RFID 電子標籤可 以追蹤金錢動向的功能。賭場經營者透過這種晶片就 能揪出偽造及偷竊，並監視客人在賭場的一舉一動。
本章總結
¾電腦系統的主要類別
微電腦
中型系統
中型系統
大型主機電腦系統
本章總結
（續）¾微電腦
個人電腦
網路電腦
網路電腦
個人數位助理
技術工作站
技術工作站
資訊家電
本章總結
（續）¾中型系統
已逐漸成了威力強大的網路伺服器、企業多 使用者的資料處理中心和科學應用。
¾大型主機電腦
速度快 記憶體大 且可支援更多的網路使
速度快、記憶體大，且可支援更多的網路使 用者和週邊設備。
本章總結
（續）¾電腦系統
具備輸入 處理 輸出 儲存與控制的功能
具備輸入、處理、輸出、儲存與控制的功能。
¾硬體元件
包括輸入與輸出設備、中央處理器（
CPU）、
主要和次級儲存體設備。
¾週邊設備
具有輸入、輸出與儲存的功能。
具有輸入、輸出與儲存的功能。
真實案例 1：行動裝置和無線技術已成為 真實案例 1：行動裝置和無線技術已成為 必需品：投資報酬率不再是最重要的評 估準則
估準則
¾ 透過行動裝置與所有員工取得連結，可以為組 織帶來哪些好處？
¾ 文中提及的資訊長是否認為在設置行動運算裝 置時，資產報酬率一點都不重要？請說明你的 看法。
¾ 本個案認為黑莓是逐漸受到大眾喜愛的行動裝 置。它如此受歡迎的原因為何？請瀏覽RIM公司 的網站找出答案
的網站找出答案。
真實案例2 旅客自助服務站台的企業價值 真實案例2：旅客自助服務站台的企業價值：
以達美航空、西北航空及溫哥華機場為例
¾ 自助站台使用了哪些電腦系統科技與功能？還有哪自助站台使用了哪些電腦系統科技與功能？還有哪 些科技可以提供自助站台服務？為什麼？請查閱美 國動力公司網站以獲得更詳盡的資料。
¾ 自助站台為航空公司的報到手續提供哪些顧客價值？
提供旅客哪些其他的服務？請參閱達美網站的自助 站台網頁。
¾ 自助站台為航空產業帶來了哪些企業價值？自助站 台是否為航空產業提供了競爭優勢？請說明原因。
真實案例 3：威訊通訊服務：語音辨識軟 真實案例 3：威訊通訊服務：語音辨識軟 體的升級，正擴張傳統應用程式的版圖
¾ 互動式語音回覆對於威訊而言，存在哪些利 益
¾ 互動式語音回覆對於威訊而言，存在哪些利 益 與限制？又該如何改善？
¾ 哪種企業會從互動式語音回覆科技獲得最多 與
¾ 哪種企業會從互動式語音回覆科技獲得最多 與 最少的利益？
¾ 回顧過去二十年來語音辨識軟體的發展 你 認
¾ 回顧過去二十年來語音辨識軟體的發展，你 認 為在未來二十年的互動式語音回覆會出現 什麼 新的應用程式？請舉例說明
新的應用程式？請舉例說明。
真實案例 4 大型主機與Li 的整合 真實案例 4：大型主機與Linux 的整合：
威斯康辛醫師服務集團與溫尼巴高公司的 經驗
¾ 運用Linux 的大型主機，如何取代數百台使用 UNIX或Windows 作業系統的伺服器？
UNIX或Windows 作業系統的伺服器？
¾ 使用Linux 大型主機來取代Windows 或UNIX 伺服器，所帶來的企業效益及挑戰分別為何？
伺服器，所帶來的企業效益及挑戰分別為何？
¾ 哪些企業應用最適合在伺服器上執行？哪些則 是適用於大型主機？請說明你的想法原因
是適用於大型主機？請說明你的想法原因。
